어린이보호구역 내 신호등 판별 방법 및 시스템 그리고 정보 표시 방법{METHOD AND SYSTEM FOR TRAFFIC LIGHT DISCRIMINATION IN SCHOOL ZONE, METYHOD FOR INFORMATION DISPLAY}
본 발명은 어린이보호구역 내 신호등 검지 판별 방법 및 그 시스템 그리고 정보 표시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 어린이보호구역(School Zone) 내에서 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하고 어린이들을 안심하고 등하교할 수 있도록 하기 위한 어린이보호구역 내 신호등 검지 판별 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 어린이보호구역이란 초등학교뿐만 아니라 유치원을 포함하는 학교주변의 어린이 보호구역을 의미한다. 주로 초등학교 등의 교문을 중심으로 반경 300m이내의 도로를 지정해서 각종 안전시설물을 설치하고, 그곳을 지나는 차량은 시속 30km이하로 운행하여야 하고, 불법주정차를 해서는 안 되는 등의 규제를 할 수 있는 지역으로서 어린이 보호구역, 일명, 스쿨존(School Zone)이다. 즉, 어린이 보호구역은 보행자가 존재할 가능성이 있는 학교로 이어진 횡단 보도 주변이나, 학교 가까이에 있는 도로의 지역을 의미한다. 어린이 보호구역은 스쿨존이라고도 불리며, 청소년들이 안심하고 활동할 수 있도록 설정된 안전 지대를 뜻하는 "블루존"이라고 불리기도 한다. 어린이 보호 구역은 일반적으로 특정한 시간 동안 차량의 속도를 제한하거나, 차량의 운행을 금지하기도 한다. 일반적으로 어린이 보호구역 내에는 다음과 같은 시설이 설치한다. 1. 별표(그림)에 의한 보호구역 도로표지 2. 도로반사경 3. 과속방지시설 4. 미끄럼 방지시설 5. 방호울타리 반면, 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 운전자는 등, 하교 시간대 통행을 제한하거나, 속도제한, 주정차 금지 등에 관한 규칙을 준수해야 한다. 그러나 일부 차량의 운전자들은 스쿨존을 통행할 때에 과속을 하는 경우가 대부분이고, 특히 불법주정차로 인하여 해마다 어린이들의 교통사고가 가장 많이 일어나고 있는 실정이다. 또한, 차량의 운전자와 어린이 모두가 어린이보호구역 내에 불법으로 주정차된 차량으로 인하여 시야가 확보가 되지 않아 발생하는 경우로서 불법적인 주정차가 가장 큰 원인으로 작용하고 있어 불법주정차의 근절이 가장 중요한 실정이다. 종래에 어린이보호구역에 레이저나 레이더를 이용하여 차량의 속도를 측정하여 표시하는 시스템이 운영되고 있다. 이러한 속도표시는 현장에서만 표출되고 있 고, 이를 관리 및 단속해야 하는 관리센터 등으로는 전송되지 않아 대부분의 어린이보호구역 내에서 차량의 평균속도 등을 전산처리하여 표시하지 않고 있는 실정이다. 또한, 속도를 표시하는 장치에 있어서도 여러 대의 차량이 줄지어 동시에 진입하는 경우에는 어느 차량의 속도를 표출하고 있는지 알 수 없을 뿐만 아니라, 속도표시장치가 설치된 곳에서도 과속하는 차량의 속도를 줄이도록 경고나 안내하는 등 계도하는 데 한계가 있었던 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 어린이 보호구역에 설치되어 있는 신호등의 정상 여부를 실시간으로 파악하여 어린이 보호구역을 통행하는 차량으로 해당 정보를 전달하는 방안에 관한 것이다. 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 과제는 어린이 보호 구역의 신호가 보행신호가 아닌 경우, 횡단보도가 아닌 곳에서 무단 횡단하는 객체가 있을 경우 이를 감지하여 어린이 보호구역을 통행하는 차량으로 전달하는 방안에 관한 것이다. 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 과제는 어린이 보호 구역의 신호등의 신호가 보행신호인 경우, 차량의 정지선 위반 여부를 파악하여 해당 차량으로 전달하는 방안에 관한 것이다. 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 과제는 어린이 보호 구역을 통과하는 차량의 속도의 감지하여 해당 차량의 속도를 운전자에게 통보하는 방안에 관한 것이다. 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 과제는 어린이 보호 구역의 신호등의 신호가 보행신호가 아닌 경우, 어린이 보호구역에 주차, 정차되어 있는 차량을 감지하여 해당 차량에 통보하는 방안에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 어린이 보호 구역 내의 신호등 판별 방법은 (a)카메라로부터 취득된 영상으로부터 신호등을 구성하고 있는 색상별로 영역을 구분하는 단계, (b)상기 신호등이 오프된 상태의 영상을 취득하고, 취득한 상기 영상으로부터 구분한 상기 영역별로 조도값을 산출하여 저장하는 단계, (c)설정 주기 단위로 상기 카메라로부터 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상으로부터 구분한 상기 영역별로 조도값을 산출하는 단계 및 (d)상기 영역별로 산출된 조도값과 상기 저장된 조도값의 차이를 산출하고, 산출된 상기 차이와 조도 임계치를 비교하는 단계를 포함하여 이루어진다. 상기 (d)단계에서의 조도 임계치는 주간 및 야간, 날씨의 변화, 주위 조명 등에 따라 달리 설정되게 하고, 상기 조도값의 차이가 상기 조도 임계치보다 초과하는 영역이 없다면, 상기 신호등은 고장이 발생하였다고 판별하는 과정을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 신호등의 고장 여부를 상기 어린이 보호구역을 통행하는 차량으로 통보하기 위해 어린이 보호 구역 표지판 또는 가변정보 표지판에 표시하고 상기 어린이 보호구역 내의 횡단보도 및 주행로를 감시하여 무단횡단, 주정차 위반, 정지선 위반 여부를 촬영하기 위한 안전감시 카메라를 동작시키게 할 수 있음은 물론이다. 상기 (d)단계에서의 조도값의 차이가 상기 조도 임계치를 초과하는 영역의 개수가 하나이면 상기 신호등은 정상으로 동작하며, 초과하는 상기 영역이 적어도 두 개라면 상기 신호등은 고장이 발생하였다고 판별하는 단계를 더 포함하게 할 수도 있다. 또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 어린이 보호 구역 내의 정보 표시 방법은 (a)상기 신호등이 보행신호인지 여부를 판단하는 단계, (b)상기 신호등이 보행신호라면, 횡단보도 상에 정차되어 있는 차량의 정지선 위반 여부를 판단하는 단계 및 (c)상기 차량이 정지선을 위반하였다면 상기 차량의 정보를 어린이 보호 구역 표지판 또는 가변정보 표지판에 표시하는 단계를 포함하여 이루어진다. 특히 상기 (a)단계는 상기 신호등이 보행신호가 아니라면, 상기 횡단보도가 아닌 곳에서 무단횡단하는 객체가 있는지 판단하는 단계와, 무단횡단하는 상기 객체가 있다면 상기 어린이 보호 구역을 통과하는 차량으로 무단횡단하는 객체가 있음을 통보하기 위해 상기 어린이 보호 구역 표지판 또는 가변정보 표지판에 표시하는 단계를 더 포함하게 할 수 있으며, 상기 (b)단계는 상기 신호등이 보행신호가 아니라면, 상기 어린이 보호구역에 주차, 정차되어 있는 차량의 정보를 상기 어린이 보호 구역 표지판 또는 가변정보 표지판에 표시하게 할 수 있다. 또한 이러한 목적을 달성하기 위한 어린이 보호 구역 내에 설치되어 있는 신호등을 판별하는 시스템은, 설정 주기 단위로 상기 신호등의 영상을 취득하여 제공하는 신호감지 카메라와, 제공된 상기 영상으로부터 상기 신호등을 구성하고 있는 색상별로 영역을 구분하고, 상기 신호등이 오프된 상태의 영상으로부터 구분한 상기 영역별로 조도값을 산출하여 저장하며, 상기 설정 주기 단위로 제공된 상기 영상으로부터 구분한 상기 영역별로 조도값을 산출한 조도값과 상기 저장된 조도값의 차이를 산출하고, 산출된 상기 차이와 조도 임계치를 비교하는 제어부를 포함하여 구성된다. 상기 제어부는 상기 차이가 상기 조도 임계치보다 초과하는 영역이 없다면, 상기 신호등은 고장이 발생하였다고 판별하게 하고, 상기 차이가 상기 조도 임계치를 초과하는 영역의 개수가 하나이면 상기 신호등은 정상으로 동작하며, 초과하는 상기 영역이 적어도 두 개라면 상기 신호등은 고장이 발생하였다고 판별하도록 하면 바람직하다. 또한, 상기 제어부는 상기 신호등이 고장이라고 판별하면, 어린이 보호구역 표지판에 신호등의 고장 여부를 표시하도록 제어하고, 상기 어린이 보호구역 내의 횡단보도 및 주행로를 감시하여 무단횡단, 주정차 위반, 정지선 위반 여부를 상기 제어부로 제공하는 안전감시 카메라를 더 포함하게 할 수 있다. 상기 시스템은 주행로를 감시하여 속도 위반한 차량 여부를 상기 제어부로 제공하는 객체인식 카메라와 속도를 위반한 차량의 차량 번호를 인식하여 상기 제어부로 제공하는 차번인식 카메라를 더 포함하게 구성할 수 있다. 그리고 이러한 목적을 달성하기 위한 어린이 보호 구역 내에 설치되어 있는 신호등의 고장 여부를 판별하는 시스템은, 설정 주기 단위로 상기 신호등의 영상을 취득하여 제공하는 신호감지 카메라와, 제공된 상기 영상으로부터 상기 신호등을 구성하고 있는 색상별로 영역을 구분하고, 상기 신호등이 오프된 상태의 영상으로부터 구분한 상기 영역별로 조도값을 산출하여 저장하며, 상기 설정 주기 단위로 제공된 상기 영상으로부터 구분한 상기 영역별로 조도값을 산출한 조도값과 상기 저장된 조도값의 차이를 산출하고, 산출된 상기 차이와 조도 임계치를 비교하는 제어부와, 유무선망을 이용하여 상기 제어부와 통신을 수행하는 센터 시스템;을 포함 하여 구성되고, 상기 고장 판별 시스템은 현장 시스템을 포함하며, 상기 현장 시스템은 신호감시 카메라, 상기 어린이 보호구역 내의 횡단보도 및 주행로를 감시하여 무단횡단, 주정차 위반, 정지선 위반 여부를 상기 제어부로 제공하는 안전감시 카메라, 주행로를 감시하여 속도 위반한 차량 여부를 상기 제어부로 제공하는 객체인식 카메라, 속도를 위반한 차량의 차량 번호를 인식하여 상기 제어부로 제공하는 차번인식 카메라를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 어린이보호구역 통합 감시방법 및 그 시스템은 어린이보호구역을 주행하는 차량의 운전자와 어린이 모두의 시야를 확보할 수 있도록 불법 주정차된 차량을 단속하고, 무단횡단 여부를 단속함으로써 어린이보호구역 내에서 주행 차량의 과속방지와 불법 주정차, 무단횡단을 효과적으로 방지할 수 있다. 단속, 계도 및 경고하여 주행하는 차량이나 불법 주정차하는 차량의 운전자에게 안전운전을 유도함으로써 어린이보호구역 내에서 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하여 어린이들이 안심하고 등하교할 수 있도록 하며, 어린이의 교통사고를 최소화한 효과가 있다. 또한, 어린이 보호구역 내에 설치되어 있는 신호등의 정상동작 여부 이중으로 감시함으로써, 어린이 교통사고를 최소화할 수 있게 된다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명은 어린이 보호구역 내에 설치되어 있는 신호등의 정상동작 여부를 파악하기 위해 신호등을 제어하는 제어기로부터의 제어 신호뿐만 아니라, 신호등을 실시간으로 감시하는 카메라로부터 취득한 영상을 이용하여 신호등의 정상동작 여부를 판단하는 방안 및 정보 표시 방법을 제안한다. 본 발명의 제어부는 판단한 신호등의 정상동작 여부를 표지판에 표시함으로써 어린이 보호구역을 통행하는 차량이 인지할 수 있게 된다. 본 발명은 어린이 보호구역 내의 횡단보도를 실시간으로 감시하는 카메라로부터 일정한 크기 및 방향성을 갖는 피사체(어린이)가 감지되는 경우, 해당 정보를 표지판에 표시함으로써 어린이 보호구역을 통행하는 차량이 인지할 수 있게 된다. 본 발명은 어린이 보호구역 내의 횡단보도를 실시간으로 감시하는 카메라가 보행신호임을 인지한 경우, 정지선을 위반한 차량이 감지되면 해당 정보를 표지판에 표시함으로써 어린이 보호구역을 통행하는 차량이 인지할 수 있게 된다. 본 발명은 어린이 보호구역 내의 횡단보도로부터 일정한 거리 이내에 주정차 금지구역을 설정하고, 주정차 금지를 위반한 차량이 감지되면 해당 정보를 표지판에 표시함으로써 어린이 보호구역을 통행하는 차량이 인지할 수 있게 된다. 이하, 도면들을 이용하여 본 발명에 대해 상세하게 알아보기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어린이 보호 구역 내에 설치되는 카메라 및 이를 제어하는 시스템을 도시한 도면이다. 도 1에 의하면, 시스템은 현장 시스템(100)과 센터 시스템(160)으로 구분되며, 현장 시스템(100)은 복수의 카메라(102 내지 108)와 스피커(110), 중계부(140) 등을 포함하며, 센터 시스템(160)은 운영 PC(162)와 영상 저장부(164) 등을 포함한다. 복수의 카메라(102 내지 108)는 안전감시 카메라(102), 차번인식 카메라(104), 객체인식 카메라(106), 신호감지 카메라(108) 등을 포함하며, 중계부(140)는 전원제어부(142), 통합제어부(143), 가변정보 표지판(VMS) 제어부(144), 차번 인식부(145), 객체인식부(146), 신호 감지부(147), 전송부(148)를 포함한다. 또한, 현장 시스템(100)은 어린이 보호구역 표지판(130)과 가변정보 표지판(VMS)(120)을 포함한다. 현장 시스템(100)과 센터 시스템(160)은 유선망 또는 무선망(150)을 이용하여 실시간으로 정보를 송수신한다. 이하, 현장 시스템(100)과 센터 시스템(160)을 구성하고 있는 각 구성물에 대해 상세하게 알아보기로 한다. 안전감시 카메라(102)는 어린이 보호 구역 내에 위치하고 있는 횡단보도를 모니터링하면서 보행신호가 아닐 때 무단횡단을 하는 객체를 감시한다. 안전감시 카메라(102)는 주정차 금지 구역에 주정차한 차량을 감시하며, 신호등의 신호가 보행신호인 경우 정지선을 위반한 차량을 감시한다. 차번인식 카메라(104)는 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 차량번호를 감시한다. 객체인식 카메라는(106) 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 속도를 감지하거나, 횡단보도가 아닌 지역을 무단으로 횡단하는 객체가 있는지 감시한다. 신호감지 카메라(108)는 어린이 보호구역에 설치되어 있는 신호등을 모니터링하면서 해당 신호등의 동작상태나 고장 여부를 감시한다. 신호감지 카메라(108)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다. 스피커(110)는 어린이 보호구역에 교통신호를 위반한 차량이 있는 경우, 중계부(140)의 제어 또는 센터 시스템(160)의 제어에 따라 경고 메시지를 송출한다. 가변정보 표지판(120)은 과속차량, 주정차 차량 및 주의 메시지 등을 출력한다. 어린이 보호구역 표지판(130)은 어린이 보호구역의 제한속도 및 객체인식 카메라(106)에 의해 인식된 차량의 속도를 출력하거나, 전방의 돌발 상황 및 신호등의 상태를 표시한다. 즉, 통합 제어부로부터 제공받은 속도 정보 및 상태 정보를 표시할 수 있다. 도 7은 어린이 보호구역 표지판의 일 예를 도시하고 있다. 도 7에 의하면 어린이 보호구역 표지판은 현재 운행중인 차량의 속도와 제한 속도 등을 표시한다. 즉, 제한 속도는 30이며, 현재 운행중인 차량의 속도는 38임을 알 수 있다. 또한, 어린이 보호구역 표지판 상단에 신호등을 설치할 수 있다. 즉, 차량의 전방에 위험한 상황이 발생하면, 어린이 보호구역 표지판의 신호등은 황색 또는 적색이 표시되도록 한다. 또한, 어린이 보호구역 표지판(130)은 객체인식 카메라, 안전감시 카메라, 신호감지 카메라로부터 획득한 정보를 표지판 전체 또는 일부를 이용하여 표시할 수 있다. 즉, 전방에 위험한 상황이 발생되면, 어린이 보호구역 표지판의 전체 또는 일부의 색상이 변경되도록 한다. 이와 같이 함으로서 운전자는 횡단보도 및 전 방에 발생한 상황을 어린이 보호구역 표지판을 이용하여 미리 알 수 있게 된다. 그리고, 어린이 보호구역 표지판(130)은 차량 진행 방향으로 어린이 보호구역(스쿨 존)으로 진입하기 전의 위치에 설치하여 미리 어린이 보호구역을 진지하게 하면 운전자가 안전운행을 할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다. 가변정보 표지판(VMS)(120)은 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 차량번호와 차량의 속도를 표시할 수 있도록 구성된다. 도 8은 어린이 보호구역 내에 설치되는 가변 표시판의 일례를 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이 좌측부는 차량번호를, 우측부는 차량의 현재속도를 표시하도록 구성할 수 있다. 즉, 차번인식 카메라(104)로부터 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 차량번호를 수신하여 표시하거나 객체인식 카메라(106)로부터 인식된 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 속도를 표시하게 할 수 있다. 또한, 가변정보 표지판(VMS)(120)은 객체인식 카메라(106), 안전감시 카메라(102), 신호감지 카메라(108)로부터 획득한 정보를 표지판 전체 또는 일부를 이용하여 표시할 수 있다. 즉, 전방에 위험한 상황이 발생되면, 가변정보 표지판(VMS)(120)의 전체 또는 일부의 색상이 변경되도록 한다. 이와 같이 함으로서 운전자는 횡단보도 및 전방에 발생한 상황을 가변정보 표지판(VMS)(120)을 이용하여 미리 알 수 있게 된다. 이러한 가변정보 표지판(VMS)(120)은 통상 주 신호등이 설치되는 위치에 설치하여 운전자에게 주의를 요하도록 할 수 있다. 전원 제어부(142)는 복수의 카메라(102 내지 108), 가변정보 표지판(120), 어린이 보호구역 표지판(130)으로 공급하는 전원을 제어하며 동시에 중계부(140)의 각 장치들로 공급되는 전원을 제어한다. 통합 제어부(143)는 신호등을 제어하는 신호등 제어부(미도시)와 통신을 하면서 신호등의 상태를 전달받는다. 통합 제어부(143)는 신호감지 카메라(108)로부터 신호등의 상태를 전달받아 신호등의 고장 유부를 파악한다. 통합 제어부(143)는 안전 감시 카메라(102), 어린이 보호구역 표지판(130) 그리고 가변정보 표지판(VMS)(120)을 관리하며, 다른 제어부들과 연동하면서 현장 시스템(100)을 구성하는 각 장치를 관리한다. VMS 제어부(144)는 VMS(120)에 표시할 정보를 전달하고, VMS(120)는 전달받은 정보를 표시한다. 차번 인식부(145)는 차번인식 카메라(104)로부터 전달받은 영상을 이용하여 어린이 보호구역을 통행하는 차량의 번호를 인식한다. 객체 인식부(146)는 객체인식 카메라(106)로부터 전달받은 영상을 이용하여 어린이 보호구역의 횡단보도 및 횡단보도 주변을 감시한다. 신호 감지부(147)는 신호감지 카메라(108)로부터 전달받은 영상을 이용하여 어린이 보호구역에 위치하고 있는 신호등의 고장 여부를 판단한다. 물론 신호 감지부(147)는 전달받은 영상을 통합 제어부(143)로 중계하고, 통합 제어부(143)에서 신호등의 고장 여부를 판단할 수 있다. 전송부(148)는 현장 시스템(100)을 구성하고 있는 각 장치로부터 수신한 영상 및 영상을 처리한 정보를 센터 시스템(160)으로 전달한다. 전송부(148)는 센터 시스템(160)으로부터 수신한 현장 시스템(100)을 구성하고 있는 각 장치에 대한 제어 정보를 통합 제어부(143)로 전달한다. 운영 PC(162)는 전송부(148)에서 전달받은 현장 상태 및 관련 정보를 모니터링하며, 현장 시스템(100)을 구성하고 있는 각 장치들을 관리한다. 영상 저장부(164)는 현장 시스템(100)에서 전달받은 영상을 저장한다. 이하, 도 2 내지 도 3을 이용하여 신호감지 카메라에서 감지한 영상을 이용하여 신호등의 고장 여부를 판단하는 방안에 대해 알아보기로 한다. 도 2는 신호감지 카메라에서 감지한 영상과 시간 임계값을 이용한 신호등의 고장 여부를 판단하는 방안을 도시하며, 도 3은 신호감지 카메라에서 감지한 영상과 반복 횟수 임계값을 이용한 신호등의 고장 여부를 판단하는 방안을 도시하고 있다. 신호감지 카메라는 신호등을 적색/황색/녹색의 3개의 영역으로 분할하고, 전원이 오프된 상태의 영상을 관리한다. 도 2에 의하면 전원이 오프된 상태의 조도(Cd) 값은 적색 50, 황색 50, 녹색 50임을 도시하고 있다. 또한, 전원이 오프된 상태의 조도값은 1분 10초가 경과된 시점에서 취득하고 있음 알 수 있다. 1분 30초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 150, 황색 70, 녹색 40임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 적색임을 의미한다. 신호감지 카메라로부터 취득한 영상의 조도값은 주간, 야간, 날씨 변화 및 주위 조명 등의 영향을 고려하여 일정한 임계값을 설정한다. 일 예로 도 3은 조도 관련 임계값을 40으로 설정할 수 있다. 즉, 전원이 오프된 상태의 조도값이 50이므로, 신호등의 특정 색상의 조도값이 10 내지 90인 경우 해당 색상의 전원은 오프되었다고 해석한다. 또한, 신호등의 색상이 적색에서 황색, 황색에서 녹색, 녹색에서 적색으로 변경되는 최소한의 시간을 설정한다. 일 예로 색상이 변경되는 최소한의 시간을 2 초로 설정할 수 있다. 이하, 도 2는 색상이 변경되는 최소한의 시간을 2초인 경우를 가정한다. 1분 31초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 150, 황색 60, 녹색 40임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 적색임을 의미한다. 조도 관련 임계값은 40이므로 황색 및 녹색의 조도는 해당 색상의 전원이 오프된 상태의 조도를 충족한다. 1분 32초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 60, 황색 60, 녹색 140임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 녹색임을 의미한다. 하지만, 색상이 변경되는 최소한의 시간이 2초이므로, 신호등의 적색에서 녹색으로 변경되는 시간은 최소 4초가 필요하다. 즉, 적색에서 황색에서 변경되는 최소 시간 2초와 황색에서 녹색으로 변경되는 최소 시간 2초가 필요하다. 그러나, 도 2에 의하면, 신호등의 색상이 적색에서 녹색으로 변경되는데 1초만이 소요되었으므로 해당 신호등은 고장이 발생하였다고 판단하게 된다. 도 3은 신호감지 카메라에서 감지한 영상과 반복 횟수 임계값을 이용한 신호등의 고장 여부를 판단하는 방안을 도시하고 있다. 특히, 도 3은 비정상상태가 3회 연속하여 발생한 경우 해당 신호등에서 고장이 발생하였다고 판단하는 경우를 가정한다. 전원이 오프된 기준 영상에서 각 영역의 조도값은 도 2와 동일하게 적색 50, 황색 50, 녹색 50이며, 기준 영상을 취득한 시간은 1분 10초이다. 1분 30초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 150, 황색 70, 녹색 40임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 적색임을 의미한다. 1분 31초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 150, 황색 60, 녹색 40임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 적색임을 의미한다. 1분 32초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 60, 황색 120, 녹색 50임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 황색임을 의미한다. 1분 33초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 60, 황색 60, 녹색 50임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 오프임을 의미한다. 따라서, 1분 33초가 경과된 시점에서 해당 신호등은 1번의 에러가 발생하였으나, 반복 횟수 임계값 이하이므로 황색 상태라고 가정하고 유지한다. 1분 34초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 60, 황색 60, 녹색 50임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 오프임을 의미한다. 따라서, 1분 34초가 경과된 시점에서 해당 신호등은 2번의 에러가 발생하였으나, 반복 횟수 임계값과 색상이 변경되는 최소 시간 2초를 고려하여 황색 상태라고 가정하고 유지한다. 1분 35초가 경과된 시점에서, 취득 영상의 조도값은 적색 60, 황색 60, 녹색 50임을 나타내며, 현재 신호등의 상태는 오프임을 의미한다. 1분 33초가 경과된 시점에서 해당 신호등은 3번의 에러가 연속하여 발생하였으므로 해당 신호등은 고장이 발생하였다고 판단한다. 이와 같이 에러가 설정된 횟수 연속하여 발생한 경우에 해당 신호등에서 고장이 발생하였다고 판단하는 이유는 신호등의 잦은 상태 변경으로 인한 사고의 위험을 감소시키기 위함이다. 따라서, 설정된 횟수 연속하여 에러가 발생한 경우에만 해당 신호등이 고장이라고 판단한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 감시 카메라로부터 취득한 영상을 처리하는 통합 제어부의 동작을 도시한 도면이다. 이하 도 4를 이용하여 통합 제어부의 동작에 대해 알아보기로 한다. S400단계에서 통합 제어부는 조도 임계값, 시간 임계값, 반복 임계값을 설정한다. 도 2 내지 도 3에 의하면 조도 임계값은 40이며, 시간 임계값은 2이며, 반복 임계값은 3임을 알 수 있다. 조도 임계값과 시간 임계값, 반복 임계값의 정의에 대해서는 도 2 내지 도 3에서 살펴본 바와 같다. S402단계에서 통합 제어부는 신호등의 감지 영역을 설정한다. 즉, 신호등은 적어도 두 개의 색상으로 구성되며, 각 색상별로 영역을 설정한다. 본 발명은 일 실시예로 녹색, 황색, 적색으로 구성된 신호등을 제시하며, 각 색상별로 영역을 설정한다. S404단계에서 통합 제어부는 신호등이 오프된 상태인 초기 영상을 취득하고, 취득된 영상을 기준값을 설정한다. 도 2에 의하면 취득된 영상의 초기값은 50임을 알 수 있다. S406단계에서 통합 제어부는 영상을 취득한다. 도 2 내지 도 3에 의하면, 통합 제어부는 초(Sec) 단위로 영상을 취득하나, 사용자의 설정에 따라 통합 제어부에서 영상을 취득하는 주기는 달라질 수 있다. S408단계에서 통합 제어부는 조도 임계값 이내인 신호등의 색상이 있는지 판단한다. 즉, 취득된 영상의 초기값인 50과 조도 임계값 40의 합인 90을 초과하는 색상이 있는지 판단한다. 통합 제어부는 조도 임계값 이내인 신호등의 색상만 있다면 신호등이 여전히 오프된 상태이므로 S410단계로 이동한다. 통합 제어부는 조도 임계값을 벗어난 신호등의 색상이 있다면 S412단계로 이동한다. S412단계에서 통합 제어부는 조도 임계값을 벗어난 신호등의 색상이 하나인지 여부를 판단한다. 판단 결과 조도 임계값을 벗어난 신호등의 색상이 하나이면 S414단계로 이동한다. 판단 결과 조도 임계값을 벗어난 신호등의 색상이 적어도 2개 이상이라면 신호등은 고장이 발생하였음을 의미하므로 S410단계로 이동한다. S414단계에서 통합 제어부는 시간 임계값 이내인지 판단한다. 도 2 내지 도 3에서 살펴본 바와 같이 신호등의 특정 색상이 다른 색상으로 전환되는데 필요한 최소 시간을 설정한다. 통합 제어부는 시간 임계값 이내인 경우 신호등이 고장일 가능성이 있는 상태라고 인식하므로 S410단계로 이동한다. 통합 제어부는 시간 임계값 이내가 아니라고 판단하면 신호등은 정상적으로 동작하므로 S420단계로 이동한다. S410단계에서 통합 제어부는 반복 임계값 이내인지 여부를 판단한다. 통합 제어부는 반복 임계값 이내라며 S416단계로 이동하여 반복 카운트를 하나 증가한다. 통합 제어부는 반복 임계값 이내가 아니라면 신호등이 고장일 가능성이 있는 상태라고 인지한다. S422단계에서 통합 제어부는 현재 상태 표시등을 유지하며, S406단계로 이동한다. S420단계에서 통합 제어부는 신호등의 감지한 색상을 인지하며 신호등은 정상적으로 동작한다고 판단한다. S424단계에서 감지 또는 고장 여부를 필요한 장치로 전송한다. 일 예로 통합 제어부는 고장 여부를 외부 시스템으로 전달하거나, VMS, 어린이 보호구역 표지판으로 전송한다. 이하 안전감시 카메라에 대해 상세하게 알아보기로 한다. 안전감시 카메라는 통합 제어부와 연동하며 보행 신호가 아닌 것으로 인식되는 경우, 횡단보도 주변에 방향성을 가지는 객체가 있는지 판단한다. 무단횡단으로 인식되는 경우 안전감시 카메라는 통합 제어부로 상태 정보를 제공하여 어린이 보호구역표지판에 경고 메시지 표시한다. 안전감시 카메라는 도 5와 같이 횡단보도 주변의 시야를 확보하기 위해 불법으로 주정차하고 있는 차량을 감시한다. 안전감시 카메라는 불법으로 주정하고 있는 차량이 있다면, 주정차 경고 메시지를 VMS에 출력하도록 통합 제어부로 해당 정보를 제공한다. 안전감시 카메라는 횡단보도의 신호가 보행신호인 경우 차량이 정지선을 위반하였는지 판단한다. 정지선 위반 여부는 정지선 영역을 설정하고, 설정한 정지선 영역에 차량이 있는지 여부를 영상 분석 알고리즘을 이용한다. 안전감시 카메라는 횡단보도를 연속적으로 모니터링함과 동시에 영상을 저장하여 추후 발생할 사고에 근거 자료로 사용하도록 한다. 도 6과 같이 안전감시 카메라의 기능은 횡단보도 및 주변을 감시함으로써 정지선 위반 여부와 무단횡단 여부를 감시하며, 주행로를 감시함으로써 무단횡단 여부 및 주정차 위반 여부를 감시한다. 안전감시 카메라는 감시 내용을 통합 제어부로 제공한다. 객체인식 카메라는 차량이 통행하는 주행로를 모니터링하면서 차량의 속도를 산출하여 통합 제어부로 통보한다. 과속이라고 판단되면, 차번인식 카메라는 차량의 번호를 인식하여 통합 제어부로 제공한다. 통합 제어부는 제공받은 차량 번호와 속도를 어린이 보호구역 표지판, VMS로 제공하여 표시하도록 한다. 객체인식 카메 라는 주행로를 연속적으로 모니터링하면서 무단횡단을 감지한다. 이와 같이 현장시스템의 복수의 카메라는 동일한 기능을 중첩하여 수행할 수 있다. 이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 어린이 보호 구역 내에 설치되는 카메라 및 이를 제어하는 시스템을 도시한 도면이며, 도 2는 신호감지 카메라에서 감지한 영상과 시간 임계값을 이용한 신호등의 고장 여부를 판단하는 방안을 도시한 도면이며, 도 3은 신호감지 카메라에서 감지한 영상과 반복 횟수 임계값을 이용한 신호등의 고장 여부를 판단하는 방안을 도시한 도면이며, 도 4는 신호 감시 카메라로부터 취득한 영상을 처리하는 통합 제어부의 동작을 도시한 도면이며, 도 5는 어린이 보호구역 내에 주정차 위반으로 시야 확보를 곤란하게 이유를 설명한 도면이며, 도 6은 안전감시 카메라의 기능 및 취득한 영상을 전달하는 과정을 설명한 도면이며, 도 7은 어린이 보호구역 내에 설치되는 어린이 보호구역 표지판에 표시되는 정보를 도시한 도면, 그리고, 도 8은 어린이 보호구역 내에 설치되는 가변 표시판의 일례를 도시한 도면이다. <도면의 주요 부분의 부호 설명> 100 : 현장 시스템 102 : 안전감시 카메라 104 : 차번인식 카메라 106 : 객체인식 카메라 108 : 신호감지 카메라 140 : 중계부 142 : 전원제어부 143 : 통합제어부 144 : 가변정보 표지판(VMS) 145 : 차번 인식부 146 : 객체인식부 147 : 신호 감지부 148 : 전송부 160 : 센터 시스템 162 : 운영 PC 164 : 영상 저장부 |
