YOLO 기반의 교통 신호등 인식을 통한 오토바이 운전자의 신호 위반 여부 확인

YOLO-based Traffic Signal Detection for Identifying the Violation of Motorbike Riders

본 논문에서는 YOLO(You Only Look Once) 기반의 교통 신호등 인식을 통해 오토바이 운전자의 신호 위반 여부를 확인하는 기술을 제안하고자 한다. 오토바이 전면에 탑재될 하드웨어 모듈은 YOLO 기반의 객체 탐지를 위한 카메라 모듈과 라즈베리 파이, 신호 위반 시 오토바이의 현재 위치 정보 수집을 위한 GPS 모듈, 그리고 수집 정보를 클라우드 DB로 전송하는 LoRa 통신 모듈로 구성된다. 소프트웨어 기능의 핵심은 오토바이의 교통 신호 위반 여부를 판단하는 컴포넌트이다. 본 논문에서는 카메라 앵글 내에 있는 교통 신호등 객체를 먼저 인식한 후 빨간색 신호일 때에만 이 객체가 화면 상에서 오른쪽(좌회전의 경우)이나 위쪽(직진의 경우)으로 사라지면 신호 위반으로 판단하는 기능을 제안한다. 그리고, 오토바이 운전자가 신호를 위반한 것으로 판단되면 운전자의 신상 정보(이름, 휴대폰 번호 등), 오토바이 정보(번호판, 등록번호 등), 위반 상황의 스냅샷 사진, 위치 정보 및 날짜/시각 정보를 클라우드 DB로 전달하도록 한다. 이러한 위반 정보는 운전자의 스마트폰에 푸시 알림으로 전달하여 위반 사실을 인지하도록 하고, 관할 경찰서에서는 신호 위반 스티커를 발부하는 데 활용될 수 있으므로 궁극적으로는 오토바이 운전자의 교통 신호 위반을 사전에 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

This paper presented a new technology to identify traffic violations of motorbike riders by detecting the traffic signal using You Only Look Once (YOLO) object detection. The hardware module that is mounted on the front of the motorbike consists of Raspberry Pi with a camera to run the YOLO object detection, a GPS module to acquire the motorcycle's coordinate, and a LoRa communication module to send the data to a cloud DB. The main goal of the software is to determine whether a motorbike has violated a traffic signal. This paper proposes a function to recognize the red traffic signal colour with its movement inside the camera angle and determine that the traffic signal violation happens if the traffic signal is moving to the right direction (the rider turns left) or moving to the top direction (the riders goes straight). Furthermore, if a motorbike rider is violated the signal, the rider's personal information (name, mobile phone number, etc), the snapshot of the violation situation, rider's location, and date/time will be sent to a cloud DB. The violation information will be delivered to the driver's smartphone as a push notification and the local police station to be used for issuing violation tickets, which is expected to prevent motorbike riders from violating traffic signals.