전기자동차 충전소 불법주차 감시 시스템 제출일 - 목포해양대학교

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프로젝트명 : 전기자동차 충전소 불법주차 감시 시스템 제출일 : 2019.04.29

작성팀 : 카르페디엠

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목 차

1. 작품 소개 ... 3 2. 요구사항별 개발 진도표 ... 3

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캡스톤디자인(2019-1) 페이지 3

1. 작품 소개

전기자동차 번호판 감시 시스템은 주차장에 진입한 자동차를 감지한 후 감시 카메라가 작동하여 전기자동차인지 아닌지를 판별한 후 전기자동차가 아닌 불법 주차차량인 경우에 경고 알람이 울 리는 시스템이다.

이로 인하여 따로 사람의 직접적인 간섭없이 실시간으로 전기자동차 충전 불법 주차에 대한 단속 이 가능하게 되며, 사람들의 전기자동차 충전 방해 규제에 대한 인식이 증가할 것으로 기대된다.

2. 요구사항별 개발 진도표

순번 요구사항 ID 요구사항 명칭 개발진도(O, ∆, X) 개발가능여부(O, X)

1 UC1-REQ-1 초음파센서 작동 O O

2

UC1-REQ-2

초음파센서와 라 즈베리파이 카메

라 연동

O O

3 UC2-REQ-1 라즈베리파이 카

메라 작동 ^O ^O

4 UC2-REQ-2 라즈베리파이 영

상 캡처 ^O ^O

5 UC3-REQ-1 Initialization ∆ O

6 UC3-REQ-2 Check Data

Existence ^∆ ^O

7 UC3-REQ-3 Video Processing ^∆ O

8 UC3-REQ-4 Get From Camera ^∆ O

9 UC3-REQ-5 Extract Plate ∆ O

10 UC3-REQ-6 Covert To Gray

RGB ^∆ ^O

11 UC3-REQ-7 Detect Contour ∆ O

12 UC3-REQ-8 Estimate Plate

Area ^∆ ^O

13 UC3-REQ-9 Extract Plate Text ^∆ O 14 UC3-REQ-10 Distinguish EV

Text ^∆ ^O

15 UC3-REQ-11 Handling Result ∆ O

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16 UC3-REQ-12 Save Plate Data ^∆ O

17 UC3-REQ-13 Ring Alarm ^∆ O

18 UC3-REQ-14 Send To PC Plate

Data ^∆ ^O

19 UC4-REQ-1 내연차량 경고 알

람 X O

20 UC4-REQ-2 인식 실패 알람 X O

21 UC4-REQ-3 불법주차차량 데

이터 저장 ∆ O

22 UC5-REQ-1 라즈베리파이와

관리자PC 연동 O O

23

UC5-REQ-2

라즈베리파이와 관리자PC 데이터

전송

∆ O

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하드웨어 구성도

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유스케이스 다이어그램 변경

Use case ID Use case 명칭 Use case 개요

UC-1 시스템작동 초음파센서를 작동시키면 시스템이 작동을 시작한다.

UC-2 번호판 촬영 번호판을 촬영한다.

UC-3 번호판 판독 번호판을 판독하고 불법차량시 번호판을 저장한다.

UC-4 알람 내연기관의 차량, 주차를 잘못해서 번호판 인식이 안된 경우

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에 음성 메시지를 출력한다.

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달라진 점

1. 압력센서에서 초음파센서로 변경

압력센서로 차량의 유무를 판단하는 기술은 약 30년전 기술임 바닥공사부터 시작하여 내구성문 제, 비용문제로 요즈음에는 쓰이지 않는 기술임. 최근 차량의 유무 판단은 초음파 센서로 대부분 사용중임. 천장이 있는 주차공간에는 천장에 초음파 센서를 달아서 차량의 유무를 판단하거나 천 장이 없는 야외의 경우 바닥에 초음파센서를 달아서 차량의 유무를 판단함

2. 아두이노 사용에서 사용하지 않음으로 변경

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2차발표에선 라즈베리파이와 아두이노를 연동하여 아두이노에 센서를 달아 센서 값을 받아들이 는 걸로 생각하였지만 초음파센서는 라즈베리파이에서도 연동이 가능해 아두이노는 불필요한 하 드웨어라고 판단함.

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3.번호판 판독 실패차량들에 대해서는 다시 주차해달라는 음성메시지 설정

정해진 주차공간대로 주차했을 시 번호판인식에 실패할 경우는 매우 낮은 반면 정해진 주차공간 이 한참 벗어나게 주차할 경우 전기자동차인지 일반 내연기관차량인지 번호판 판독이 어려워 시 스템이 데이터를 처리할 수가 없게 된다. 이 경우에 초음파센서에 차량이 들어왔다고 인식이 되 었음에도 영상처리결과가 없거나 부족하면 다시 주차해달라는 음성메시지를 출력.

4.관리자 인터페이스를 구현하지 않기로 결정

원래 계획에는 관리자 인터페이스를 만들어서 감시모드, 대기모드, 관리자가 불법차량 조회, 시간 설정 등을 만들려고 했으나 서버(관리자pc) – 클라이언트(라즈베리파이)는 항상 연동이 되어 있어 야 하고 시간설정 같은 경우에는 코딩과정에서 충분히 수정가능한 부분이어서 불필요하다고 판단 하였고 관리자가 불법차량 조회기능 같은 경우는 꼭 필요한 기능이기는 하나 불법차량들의 정보 가 저장된 폴더에서 ctrl+f 키로 손쉽게 찾을 수 있다는 점에서 이 기능을 개발하는데 우선순위는 높지 않다고 판단하여 추후에 시스템이 완성되면 조회 인터페이스는 따로 만들 예정.

5.흐름도 수정

사용하는 하드웨어가 달라짐에 따라 흐름도 수정

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초음파 거리 값 주차장 바닥과 자동차 밑면과의 거리를 측정해서 일정범위안에 들어오면 차량이 있다고 판단하여 파이카메라에 신호를 보냄. 이후에 파이카메라는 영상을 캡처하고 캡처한 영상을 영상처리를 통해서 전기자동차인지 일반 내연기관차량인지 여부를 판단해 전기자동차라면 시간을 카운터하고 일반 내연기관차량이면 즉시 경보 알람을 통해서 차량을 이동시켜 달라는 음성메시지를 출력.

이후에도 차량을 이동시키지 않거나, 전기자동차인 경우 2 시간이 지난 경우에 불법주차차량으로 간주하여 관리자 PC 에 날짜+시간+차량번호를 조합한 이미지 파일을 저장. 자바 서버- 클라이언트방식을 사용. 이후에 관리자는 파일들을 관리자 PC 에서 조회.

6. 구조도 수정

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Check Distance

초음파센서로부터 거리 값을 가져옴

Processing

초음파센서에서 차량이 있다고 판단되면 실행신호를 받아 프 로세스 작동

Video

Check Data Existence에 데이터가 존재하면 Video Processing 을 처리하지 않고 대기시켜주고 데이터가 존재하지 않는다면 Video Processing함수를 호출해서 영상처리, 불법주차 차량에

대한 결과를 처리하는 함수 호출(Handling Result)

Initialization

전기자동차의 경우 정해진 시간 내에 충전을 완료하고 차량 을 이동시키거나 내연기관 차량의 경우 경보 알람에 바로 차

량을 이동시킨 경우에는 데이터를 저장하지 않고 초기화 시 킨다.

Check Data Existence

차량이 주차되어 있으면 주차되어 있는 동안 계속해서 영상

처리를 하지 않고 해당 차량의 데이터를 가지고 대기한다. 최

대 주차 시간 2시간을 초과하면 Handling Result를 통해서 불

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해양컴퓨터공학과 법주차차량으로 간주한다.

Video Processing

초기 차량 주차 시 실행되는 영상처리를 위한 함수

Get From Camera

파이카메라로부터 영상을 받는다.

Extract Plate

영상에서 번호판 영역을 추출해낸다

Covert To Gray RGB

영상에서 잡음을 제거하기위해 전체영상을 회색으로 변환시 킨다.

Detect Contour

번호판 영역으로 판단되는 후보영역들에 윤곽선을 그린다.

Estimate Plate Area

번호판 영역만을 추출해낸다

Extract Plate Text

번호판 영역에서 문자를 추출해낸다

Distinguish EV

추출한 문자에 EV 문자가 포함되어 있는지 판단한다.

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Text

Handling Result

영상, 문자, 주차시간, EV문자유무, 시간계산결과를 입력 받아 Save Plate Data, Ring Alarm, Send To PC Plate Data 중 한개

의 함수를 실행한다.

Save Plate Data

전기차량의 경우 영상, 문자, 주차시간을 저장한다. 이후에 Check Data Existence에 저장된 주차시간과 비교해 2시간이 지났다면 불법주차차량으로 판단하여 Send To PC Plate Data

를 통해 관리자 PC에 데이터를 저장한다.

Ring Alarm

EV문자가 없는 경우 내연기관 차량이므로 즉시 차량을 이동 시키라는 음성을 출력한다. 그럼에도 불구하고 차량을 이동시 키지 않는다면 Send To PC Plate Data를 통해 관리자 PC에 데

이터를 저장한다.

Send To PC Plate Data

불법주차차량데이터를 관리자 PC에 전송

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내연차량 경고 알 람

전기자동차가 아닌 차량이 주차했을 시 다른 장소에다 주차 해달라는 음성 출력

불법주차차량 데이 터 저장

불법차량으로 판독될 시 차량 번호판과 날짜를 조합한 이름 으로 이미지 파일을 저장

인식 실패 알람

번호판 판독 실패 차량에 대해서 다시 주차해달라는 음성 출 력

개발현황

초음파센서로 거리측정

초기 영상에서 번호판 후보영역을 추출

Conver To Gray : 잡음제거를 위한 RGB 를 그레이로 변환

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Detect Contour : 번호판 후보영역 추출을 위한 윤곽선 그리기

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관리자 pc 로 전송하기 전 날짜시간_차량번호.bmp 형식으로 저장

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문제점 발견

화질이 좋은 스마트폰 카메라로 찍은 영상임에도 불구하고 EV 마크가 식별이 잘 되지 않아 프로그램이 번호판문자이외에 EV 문자를 식별할 수 있을지 다양한 실험이 필요함. 카메라를 조금 더 번호판 가까이에 위치시켜 영상을 저장하는 방법과 EV 문자를 식별할 수 없다면 전기자동차는 파란색 번호판이라는 점을 이용하여 EV 문자가아닌 색깔로 전기자동차를 판단할 예정

계획

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~5.17 : 내부코드 구현 완료 (현재는 전체적인 함수 뼈대만 만든 상태로 입력 값, 출력 값들은 모두 정한 상태)

~최종발표 : 문제점 수정 보완, 최종서류 작성

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작성팀 : 카르페디엠

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목 차

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1. 작품 소개

2. 요구사항별 개발 진도표

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하드웨어 구성도

목포해양대학교

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유스케이스 다이어그램 변경

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달라진 점

1. 압력센서에서 초음파센서로 변경

2. 아두이노 사용에서 사용하지 않음으로 변경

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3.번호판 판독 실패차량들에 대해서는 다시 주차해달라는 음성메시지 설정

4.관리자 인터페이스를 구현하지 않기로 결정

5.흐름도 수정

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6. 구조도 수정

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초음파센서로부터 거리 값을 가져옴

초음파센서에서 차량이 있다고 판단되면 실행신호를 받아 프 로세스 작동

Check Data Existence에 데이터가 존재하면 Video Processing 을 처리하지 않고 대기시켜주고 데이터가 존재하지 않는다면 Video Processing함수를 호출해서 영상처리, 불법주차 차량에

대한 결과를 처리하는 함수 호출(Handling Result)

전기자동차의 경우 정해진 시간 내에 충전을 완료하고 차량 을 이동시키거나 내연기관 차량의 경우 경보 알람에 바로 차

량을 이동시킨 경우에는 데이터를 저장하지 않고 초기화 시 킨다.

차량이 주차되어 있으면 주차되어 있는 동안 계속해서 영상

처리를 하지 않고 해당 차량의 데이터를 가지고 대기한다. 최

대 주차 시간 2시간을 초과하면 Handling Result를 통해서 불

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해양컴퓨터공학과 법주차차량으로 간주한다.

초기 차량 주차 시 실행되는 영상처리를 위한 함수

파이카메라로부터 영상을 받는다.

영상에서 번호판 영역을 추출해낸다

영상에서 잡음을 제거하기위해 전체영상을 회색으로 변환시 킨다.

번호판 영역으로 판단되는 후보영역들에 윤곽선을 그린다.

번호판 영역만을 추출해낸다

번호판 영역에서 문자를 추출해낸다

추출한 문자에 EV 문자가 포함되어 있는지 판단한다.

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영상, 문자, 주차시간, EV문자유무, 시간계산결과를 입력 받아 Save Plate Data, Ring Alarm, Send To PC Plate Data 중 한개

의 함수를 실행한다.

전기차량의 경우 영상, 문자, 주차시간을 저장한다. 이후에 Check Data Existence에 저장된 주차시간과 비교해 2시간이 지났다면 불법주차차량으로 판단하여 Send To PC Plate Data

를 통해 관리자 PC에 데이터를 저장한다.

EV문자가 없는 경우 내연기관 차량이므로 즉시 차량을 이동 시키라는 음성을 출력한다. 그럼에도 불구하고 차량을 이동시 키지 않는다면 Send To PC Plate Data를 통해 관리자 PC에 데

이터를 저장한다.

불법주차차량데이터를 관리자 PC에 전송

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전기자동차가 아닌 차량이 주차했을 시 다른 장소에다 주차 해달라는 음성 출력

불법차량으로 판독될 시 차량 번호판과 날짜를 조합한 이름 으로 이미지 파일을 저장

번호판 판독 실패 차량에 대해서 다시 주차해달라는 음성 출 력

관련 법안 조사

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이외에도 주차구역에 짐을 두어서 전기자동차 충전을 방해하는 경우에도 과태료

10만원이라는 법안이 존재함.

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개발현황