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사이클링에서 컴퓨터 비전 활용

Abdelrahman Elgendy

4분 소요

2025년 2월 20일

Ultralytics YOLO11과 같은 컴퓨터 비전 모델이 사이클리스트를 추적하고, 헬멧을 감지하고, 속도를 분석하여 도로 인지도를 향상시켜 사이클링 안전을 향상시키는 방법을 알아보십시오.

사이클링은 지속 가능한 교통 수단, 경쟁 스포츠 및 피트니스 활동으로 인기가 높아졌습니다. 그러나 안전 문제, 인프라 제한 및 더 나은 도로 통합의 필요성은 전 세계 사이클리스트에게 주요 문제로 남아 있습니다. 최근 연구에 따르면 온타리오에서는 2024년에 자전거 이용자와 보행자 사망자 수가 크게 증가했으며, 자전거 이용자 사망자 수는 두 배로 증가했고 보행자 사망자 수는 전년 대비 82% 증가했습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 인공 지능(AI) 및 컴퓨터 비전 모델(예: Ultralytics YOLO11)을 사용하여 사이클링 안전을 강화하고, 인프라를 최적화하고, 전반적인 라이딩 경험을 개선할 수 있습니다. 실시간 객체 탐지, 추적 및 분석을 활용하여 Vision AI는 사이클링 안전을 개선하고, 교통 계획에 대한 통찰력을 제공하며, 헬멧 착용과 같은 규정 준수를 감지할 수도 있습니다.

또한 컴퓨터 비전은 도시 계획가가 자전거 이용자의 이동 패턴을 모니터링하여 더 잘 설계된 자전거 도로와 더 안전한 도로 통합을 가능하게 합니다. 레크리에이션 및 전문 사이클리스트의 경우 AI 기반 비전 시스템은 속도 모니터링, 도로 위험 감지 및 내비게이션 지원을 지원하여 사이클링을 더 안전하고 접근하기 쉽게 만들 수 있습니다.

이번 글에서는 자전거 운전자가 직면한 과제, 컴퓨터 비전이 어떻게 도움이 될 수 있는지, 그리고 사이클링에서 AI 기반 비전 시스템의 실제 적용 사례를 살펴보겠습니다.

오늘날 자전거 타기가 직면한 과제와 문제점

사이클링의 인기가 높아지고 있음에도 불구하고 안전과 접근성에 영향을 미치는 몇 가지 과제가 있습니다.

  • 자전거 안전 위험: 자전거 운전자는 부주의한 운전자, 열악한 도로 상태 및 부적절한 자전거 인프라로 인해 위험에 직면하는 가장 취약한 도로 사용자 중 하나입니다. 실시간 안전 조치의 부족은 사고 위험을 증가시킵니다.
  • 교통 통합 문제: 많은 도시에서 여전히 자전거 전용 도로가 부족하여 자전거 운전자가 자동차와 도로를 공유해야 하므로 충돌 가능성이 높아집니다.
  • 도시 계획을 위한 데이터 격차: 자동차와 달리 자전거는 대규모 교통 모니터링 시스템에서 추적되지 않는 경우가 많아 도시 계획 담당자가 자전거 경로를 최적화하는 데 제한이 있습니다.
  • 헬멧 착용 규정 준수 및 시행: 헬멧은 부상 위험을 크게 줄이지만 착용률은 매우 다양합니다. 헬멧 착용을 추적하면 더 나은 안전 습관을 장려하고 정책 입안자가 효과적인 규정을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이러한 문제를 해결하려면 더 스마트한 솔루션이 필요하며 컴퓨터 비전 기술은 사이클링 안전과 효율성을 개선하기 위한 핵심 도구로 부상하고 있습니다.

컴퓨터 비전은 어떻게 사이클링을 향상시킬 수 있을까요?

컴퓨터 비전 모델은 실시간으로 객체를 분석, 감지 및 추적할 수 있어 사이클링 안전 및 성능 향상에 매우 적합합니다. Vision AI를 스마트 사이클링 시스템에 통합함으로써 AI 기반 카메라와 센서는 도로 안전 및 인프라 계획을 개선하는 실시간 인사이트를 제공할 수 있습니다.

컴퓨터 비전으로 자전거 안전을 향상시킬 수 있는 주요 영역:

  • 자전거 안전 모니터링: AI 기반 감지 시스템은 포트홀이나 갑작스러운 교통 체증과 같은 안전하지 않은 도로 상황을 식별하여 자전거 운전자에게 경고를 제공할 수 있습니다.
  • 헬멧 착용 감지: 컴퓨터 비전은 사이클리스트의 헬멧 착용 여부를 감지하여 안전 습관을 장려할 수 있습니다.
  • 교통 흐름 분석: 객체 탐지 모델은 자전거와 차량의 상호 작용을 분석하여 자전거 도로 인프라 개선이 필요한 영역을 식별할 수 있습니다.
  • 더 스마트한 도시 계획을 위한 자전거 이용자 이동 추적: 자전거 이용자 밀도 및 도로 사용량에 대한 AI 기반 추적은 인프라 개발에 정보를 제공하여 도시에서 더 나은 자전거 이용 환경을 보장할 수 있습니다.

이제 컴퓨터 비전이 이미 사이클링에 어떻게 적용되고 있는지 자세히 살펴보겠습니다.

사이클링에서 컴퓨터 비전의 응용

이제 사이클링의 과제와 컴퓨터 비전 모델이 안전과 접근성을 어떻게 향상시킬 수 있는지 살펴보았으니, 실제 응용 프로그램을 살펴보겠습니다. 비전 AI 기반 시스템은 사이클링 인프라를 개선하고, 헬멧 사용을 모니터링하고, 안전을 개선하고, 도로에서 사이클리스트를 지원할 수 있습니다.

사이클링 안전 개선을 위한 자전거 및 사람 감지 및 추적

자전거 이용자와 보행자가 도시 환경을 이동하는 방식을 이해하는 것은 교통 관리, 도로 안전을 개선하고 인프라를 최적화하는 데 매우 중요합니다. 컴퓨터 비전 모델은 자전거와 보행자를 실시간으로 감지, 추적 및 계산하여 자전거 도로 배치 개선, 사고 위험 감소 및 전체적인 교통 흐름 개선에 유용한 데이터를 제공할 수 있습니다.

Vision AI 기반 감시 카메라는 다양한 지역의 자전거 밀도를 모니터링하여 도시 계획 담당자가 실제 사용 패턴에 따라 도로 설계를 조정할 수 있도록 합니다. AI 모델은 분류를 사용하여 자전거 이용자, 자전거 및 헬멧을 구별하여 인프라 계획을 위한 보다 정확한 데이터 수집을 가능하게 합니다. 당국은 기존 자전거 도로가 충분한지 또는 추가 자전거 인프라가 필요한지 평가할 수 있습니다.

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Fig 1. 컴퓨터 비전이 자전거를 탄 사람, 자전거 및 헬멧 착용을 감지합니다.

자전거 및 보행자 계수는 더 나은 교통 관리 및 응급 상황 대응에도 기여할 수 있습니다. 특정 시간대에 많은 자전거 이용자가 감지되면 교차로에서 자전거 우선 순위를 높이기 위해 교통 신호를 조정할 수 있습니다.

실시간 감지, 분할 및 계산을 활용함으로써 교통 당국은 데이터 기반 의사 결정을 내려 도시 계획을 개선하고, 사이클링 안전을 향상시키며, 보다 자전거 친화적인 도시를 개발할 수 있습니다.

안전 규정 준수를 위한 헬멧 감지

헬멧 착용은 심각한 머리 부상 위험을 크게 줄이지만, 자전거 이용자들의 헬멧 착용률은 여전히 낮습니다. YOLO11과 같은 컴퓨터 비전 모델은 자전거 이용자의 헬멧 착용 여부를 실시간으로 감지하여 안전 모니터링 및 단속을 가능하게 합니다.

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Fig 2. 컴퓨터 비전 모델이 헬멧을 착용한 자전거 운전자와 헬멧을 착용하지 않은 자전거 운전자를 식별합니다.

예를 들어, AI 기반 교통 모니터링 시스템은 자전거 도로의 비디오 피드를 분석하여 헬멧 착용률을 감지할 수 있습니다. 이 데이터는 정책 입안자가 목표 의식 고취 캠페인을 시행하거나 헬멧 규정을 보다 효과적으로 시행하는 데 사용할 수 있습니다.

또한 사이클링 이벤트 또는 경쟁 레이스에서 AI 기반 헬멧 감지는 모든 참가자가 레이스를 시작하기 전에 안전 표준을 준수하는지 확인할 수 있습니다. 헬멧 감지를 위해 Vision AI를 활용함으로써 도시 및 사이클링 조직은 더 안전한 라이딩 습관을 장려하고 궁극적으로 사이클링 관련 부상 위험을 줄일 수 있습니다.

자전거 운전자와 주변 차량의 속도 추정

속도는 자전거 운전자와 주변 도로 사용자 모두에게 사이클링 안전에 중요한 역할을 합니다. YOLO11은 교통 관리를 개선하고 사고를 예방하는 데 도움이 되는 통찰력을 제공하여 자전거 운전자와 주변 차량의 속도를 추정하도록 학습될 수 있습니다.

예를 들어, AI 기반 도로변 카메라는 속도 제어가 필수적인 교차로 또는 가파른 내리막길과 같은 위험이 높은 지역에서 자전거 운전자 속도를 모니터링할 수 있습니다. 또한 컴퓨터 비전 모델은 자전거 도로 근처의 차량 속도를 추적하여 자동차가 자전거 운전자보다 훨씬 빠르게 이동하는 지역을 식별할 수 있으며, 이는 충돌 위험을 증가시킬 수 있습니다. 자전거 도로 근처에서 과도한 차량 속도가 감지되면 AI 기반 시스템은 속도 제한을 시행하거나 자전거 운전자 안전을 개선하기 위한 보호 장벽을 설계하는 데 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

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Fig 3. YOLO11은 실시간으로 차량 속도를 감지하여 도로 안전 조치를 개선합니다.

사이클링 속도 분석은 경쟁적인 라이더에게도 도움이 될 수 있습니다. Vision AI를 사용하여 실시간 속도와 가속도를 추적함으로써 사이클리스트는 즉각적인 피드백을 받아 성능을 향상시키고 안전한 라이딩 속도를 유지할 수 있습니다.

도시 계획 담당자는 속도 패턴을 분석하여 속도 제어 조치를 시행하고, 자전거 도로 설계를 조정하고, 모든 사용자의 도로 안전을 향상시킬 수 있습니다.

향상된 자전거 내비게이션을 위한 도로 표지판 감지

특히 복잡한 교통 표지판과 도로 규칙이 있는 지역에서 자전거를 타는 사람들에게 도시 환경을 탐색하는 것은 어려울 수 있습니다. YOLO11은 도로 표지판을 실시간으로 감지하여 자전거를 타는 사람이 정보를 얻고 도로 안전을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

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Fig 4. YOLO11은 다양한 도로 표지판을 감지하고 분류합니다.

예를 들어, 핸들바에 장착된 카메라는 Vision AI를 사용하여 자전거 도로 표시, 정지 표지판 또는 횡단보도와 같은 교통 표지판을 인식하고 분류할 수 있습니다. 이 정보는 시각적 인터페이스를 통해 자전거 운전자에게 전달되어 중요한 도로 지침을 알 수 있도록 합니다.

사이클링 경주 또는 지구력 이벤트는 실시간 표지판 감지로부터 이점을 얻을 수도 있습니다. AI 기반 시스템은 참가자가 경로 마커를 올바르게 따르고 있는지에 대한 통찰력을 경주 주최자에게 제공하여 잘못된 회전을 줄이고 경주 안전을 향상시킬 수 있습니다.

도로 표지판 감지를 사이클링 기술에 통합함으로써 AI 기반 내비게이션은 상황 인지 능력을 향상시키고 더 안전한 사이클링 경험을 지원할 수 있습니다.

사이클링 분야 컴퓨터 비전의 미래

AI 기술이 발전함에 따라 컴퓨터 비전은 사이클링 경험을 향상시키는 데 더 큰 역할을 할 것으로 예상됩니다. 몇 가지 잠재적인 미래 응용 분야는 다음과 같습니다.

  • 실시간 Vision AI를 탑재한 스마트 사이클링 헬멧: 미래의 헬멧은 장애물, 도로 표지판 및 주변 차량을 감지하는 AI 기반 카메라를 통합하여 자전거 운전자에게 실시간 경고를 제공할 수 있습니다.
  • 자전거 이용자를 위한 적응형 교통 신호: 컴퓨터 비전은 교차로에서 자전거 이용자 흐름을 분석하고 실시간으로 조정되는 스마트 신호등 시스템의 일부가 되어 교통 관리를 지원하여 대기 시간을 줄이고 자전거 안전을 개선할 수 있습니다.
  • 자전거 도로 안전 자동 모니터링: AI 기반 모니터링 시스템은 자전거 도로의 위험 요소를 분석하여 안전하고 잘 관리되도록 할 수 있습니다.

이러한 혁신은 AI 기반 비전이 어떻게 더 안전하고 효율적이며 접근 가능한 사이클링 경험을 만들 수 있는지 강조합니다.

주요 내용

사이클링이 지속 가능한 교통 수단으로 인기를 얻으면서 YOLO11과 같은 컴퓨터 비전 모델은 안전, 탐색 및 인프라 계획을 개선하기 위한 실용적인 솔루션을 제공합니다. 헬멧 감지, 속도 모니터링 및 자전거 추적을 자동화함으로써 Vision AI는 사이클링 경험을 향상시키고 사고 위험을 줄일 수 있습니다.

도로 위험 감지, 내비게이션 개선, AI 기반 안전 솔루션 통합 등 컴퓨터 비전은 도시 통근자, 운동선수 및 레크리에이션 라이더를 위한 사이클링을 변화시키고 있습니다. YOLO11과 AI 기반 비전 시스템이 사이클링 안전 및 인프라 계획을 어떻게 향상시킬 수 있는지 살펴보세요.

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