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KR20160056181A - 차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법 - Google Patents

차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법 Download PDF

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KR20160056181A
KR20160056181A KR1020140156262A KR20140156262A KR20160056181A KR 20160056181 A KR20160056181 A KR 20160056181A KR 1020140156262 A KR1020140156262 A KR 1020140156262A KR 20140156262 A KR20140156262 A KR 20140156262A KR 20160056181 A KR20160056181 A KR 20160056181A
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Abstract

본 발명은 차량 전방 영상을 출력하는 카메라부, 상기 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 상기 차량의 주행 경로를 출력하는 주행경로출력부, 상기 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역을 설정하여 차량을 감지하고, 상기 선행 차량과의 거리값을 출력하는 차량감지부 및 상기 차량과 상기 선행 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 하는 충돌경고부를 포함하는 차량 주행 보조 장치에 관한 것이다.

Description

차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법 {Method and apparatus for vehicle driving assistance}
본 발명은 차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 전방 영상에서 관심 영역을 선행 차량에 설정하여 차량을 감지하여 설정된 거리값 미만일 때 운전자에게 경고하고, 차량이 비보호 좌회전 경로를 주행 중이면 차량 전방 영상에서 관심 영역을 대향 차량에 설정하여 차량이 비보호 좌회전 시에도 감지된 대향 차량과 설정된 거리값 미만이면 운전자에게 경고하는 차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법에 관한 것이다.
근래 차량의 급격한 증가로 차량 간의 크고 작은 사고가 발생하고 있다. 이에 많은 차량들에 전방 추돌 경고 시스템(Forward Collision Warning)이 채택되고 있다. 운전자의 잠깐의 부주의함 또는 졸음 운전 때문에 차량 앞에 따라가는 선행 차량이 자(自) 차량과 가까워 지면 운전자에게 경고하여주는 것이다.
최근에는 선행 차량뿐만 아니라 차량의 맞은 편에서 다가오는 대향 차량에 대해서 위급한 상황에서 운전자에게 알려주는 기술이 연구 중에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량 전방 영상에서 관심 영역을 선행 차량에 설정하여 차량을 감지하여 설정된 거리값 미만일 때 운전자에게 경고하고, 차량이 비보호 좌회전 경로를 주행 중이면 차량 전방 영상에서 관심 영역을 대향 차량에 설정하여 차량이 비보호 좌회전 시에도 감지된 대향 차량과 설정된 거리값 미만이면 운전자에게 경고하는 차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시례에 따른 차량 주행 보조 장치는, 차량 전방 영상을 출력하는 카메라부, 상기 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 상기 차량의 주행 경로를 출력하는 주행경로출력부, 상기 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역을 설정하여 차량을 감지하고, 상기 선행 차량과의 거리값을 출력하는 차량감지부 및 상기 차량과 상기 선행 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 하는 충돌경고부를 포함한다.
상기 주행경로출력부는 상기 차량 주행 노면에 표시된 교통 정보 및 차선을 인식한다.
상기 주행경로출력부는 상기 차량 주행 노면에 좌회전 표시 및 중앙선을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식한다.
상기 차량감지부는 상기 차량의 비보호 좌회전 시, 상기 관심 영역을 대향 차량 존재 부분으로 설정한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시례에 따른 차량 주행 보조 방법은, 차량 전방 영상을 출력하는 단계, 상기 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 상기 차량의 주행 경로를 출력하는 단계, 상기 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역을 설정하여 차량을 감지하는 단계 및 상기 차량과 상기 선행 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 하는 단계를 포함한다.
상기 주행 경로 출력 단계에서 상기 차량 주행 노면에 표시된 교통 정보 및 차선을 인식한다.
상기 주행 경로 출력 단계에서 상기 차량 주행 노면에 좌회전 표시 및 중앙선을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식한다.
상기 충돌 경고 단계에서 상기 차량의 비보호 좌회전 시, 상기 관심 영역을 대향 차량 존재 부분으로 설정한다.
기타 실시례들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 차량 주행 보조 장치 및 차량 주행 보조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　차량 주행 노면에 좌회전 표시 및 중앙선을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식하는 장점이 있다.
둘째,　차량의 비보호 좌회전 시, 관심 영역을 대향 차량 존재 부분으로 설정하여 대향 차량을 감지하는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일실시례에 따른 차량 주행 보조 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 구성에 의한 차량 주행 보조 방법의 제어 흐름을 도시한 제어 흐름도이다.
도 3은 비보호 좌회전 경로에 있는 차량의 주행 모습을 도시한 차량의 도로 주행도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시례들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시례들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시례들에 의하여 차량 주행 보조 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 일실시례에 따른 차량 주행 보조 장치의 구성을 도시한 구성도이다. 일실시례에 따른 차량 주행 보조 장치는 카메라부(100), 주행경로출력부(200), 차량감지부(300) 및 충돌경고부(400)를 포함한다.
카메라부(100)는 차량 전방 영상을 출력한다. 카메라부(100)는 차량 전방을 방해 없이 촬영할 수 있는 위치에 설치된다. 카메라부(100)는 카메라 성능에 따라 설정된 수평 화각 범위에 따라 차량 전방 영상을 출력한다.
주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 차량의 주행 경로를 출력한다. 주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 표시된 교통 정보 및 차선을 인식한다. 주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 좌회전 표시(LS) 및 중앙선(MS)을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식한다.
주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 표시 후보 영역을 추출한다. 주행경로출력부(200)는 추출된 노면 표시 후보 영역에서 패턴을 인식하여 주행 정보를 인식한다. 주행경로출력부(200)는 인식된 패턴에서 교통 정보를 인식할 수 있다. 주행경로출력부(200)는 주행 노면에서 좌회전 표시(LS)를 인식한다.
주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상에서 차선을 인식한다. 주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상을 WPM(warp perspective mapping) 변환을 이용하여 조감도 영상으로 변환할 수 있다. 주행경로출력부(200)는 색상 및 차선의 폭 정보를 이용하여 조감도 영상 내 백색 영역과 황색 영역을 추출한다. 주행경로출력부(200)는 추출된 백색 영역 및 황색 영역에 수평적 거리 기반의 샘플링(horizontal distance-based sampling) 알고리즘을 적용하여 차선 영역을 추출한다.
주행경로출력부(200)는 변환된 조감도 영상을 이진화 흑백 영상으로 변환한다. 주행경로출력부(200)는 백색 영역을 추출한 이진화 영상을 획득한다. 주행경로출력부(200)는 컬러로 입력된 차량 전방 영상을 HSV 컬러 공간(HSV color space)으로 변환한다. 주행경로출력부(200)는 HSV 컬러 공간으로 변환된 차량 전방 영상에서 색조(hue)값을 이용하여 황색 영역을 추출한 이진화 영상을 획득한다. 주행경로출력부(200)는 백색 영역을 추출한 이진화 영상 및 황색 영역을 추출한 이진화 영상을 통합한다. 주행경로출력부(200)는 통합된 이진화 영상에서 차선 폭 정보를 적용하여 차선으로 추정되는 영역을 추출한다. 주행경로출력부(200)는 차선으로 추정되는 영역에서 백색을 차선 변경선(WS)으로 인식한다. 주행경로출력부(200)는 차선으로 추정되는 영역에서 황색을 중앙선(MS)으로 인식한다. 주행경로출력부(200)는 차량 왼쪽의 황색을 중앙선(MS)으로 인식할 수 있다.
주행경로출력부(200)는 차선 영역에서 추출된 차선 영역의 픽셀들을 매개변수 곡선(parametric curve)을 이용하여 곡선 또는 직선 차선으로 모델링한다. 주행경로출력부(200)의 매개변수 곡선은 n차 베지어 곡선(Bezier curve) 또는 스플라인 곡선(spline curve)일 수 있다. 주행경로출력부(200)는 모델링한 곡선 또는 직선 차선에 필터링 알고리즘을 적용하여 차선 정보를 산출한다. 주행경로출력부(200)는 필터링 알고리즘 적용 시, 칼만 필터(Kalman filter), 확장 칼만 필터(Extended Kalman filter) 및 파티클 필터(Particle filter) 중 적어도 어느 하나를 이용한다.
주행경로출력부(200)는 좌회전 방향 지시등이 작동하는 신호를 차량용CAN(Controller Area network) 통신을 통하여 수신한다. 주행경로출력부(200)는 좌회전 방향 지시등 작동 신호를 수신하면 차량이 좌회전 경로를 인식한다. 주행경로출력부(200)는 차량의 좌회전 경로 운행 중임을 나타내는 신호를 차량감지부(300)에 출력한다. 주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 좌회전 표시(LS) 및 중앙선(MS)을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식하고, 인식한 결과를 차량감지부(300)에 출력할 수 있다. 주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상에서 노면의 직진 표시를 인식할 수 있다. 주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상에서 노면의 좌회전 표시(LS) 및 백색 차선(WS)을 인식하여 좌회전 경로에 차량이 주행 중임을 인식할 수 있다.
차량감지부(300)는 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역(ROI)을 설정하여 차량을 감지한다. 차량감지부(300)는 차량 전방 영상에서 관심 영역(ROI)을 설정하여 차량을 감지한다. 차량감지부(300)는 차량 전방 영상에 특정 방향에 있는 실제 차량과의 거리 정보를 획득한다. 차량감지부(300)는 거리 정보를 영상 좌표로 변환한다. 차량감지부(300)는 영상 좌표를 영상에 투영시켜, 영상에 투영된 영상 좌표에 근거하여 차량 인식을 위한 관심 영역(ROI)을 설정한다. 차량감지부(300)는 인식한 중앙선(MS) 오른쪽의 선행 차량 존재 영역에 관심 영역을 설정한다. 차량감지부(300)는 차량과 선행 차량 및 차량과 대향 차량 간의 거리값을 충돌경고부(400)에 출력할 수 있다.
차량감지부(300)는 차량의 비보호 좌회전 시, 관심 영역을 대향 차량 존재 영역(CROI)으로 설정한다. 주행경로출력부(200)가 차량 주행 도로가 비보호 좌회전 경로임을 출력하면 차량감지부(300)는 중앙선(MS) 왼쪽의 대향 차량 존재 영역(CROI)에 관심 영역(ROI)을 설정하여 차량을 감지한다.
충돌경고부(400)는 차량과 선행 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 한다. 충돌경고부(400)는 차량감지부(300)가 출력한 차량과 선행 차량 간 거리값을 수신한다. 충돌경고부(400)는 차량과 대향 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 할 수 있다. 충돌경고부(400)는 차량감지부(300)가 출력한 차량과 대향 차량 간 거리값을 수신한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량 주행 보조 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시한 구성에 의한 차량 주행 보조 방법의 제어 흐름을 도시한 제어 흐름도이다.
카메라부(100)는 차량 전방 영상을 출력한다(S100). 카메라부(100)는 차량 전방을 방해 없이 촬영할 수 있는 위치에 설치된다. 카메라부(100)는 카메라 성능에 따라 설정된 수평 화각 범위에 따라 차량 전방 영상을 출력한다.
주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 차량의 주행 경로를 출력한다(S110).
주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 표시된 교통 정보 및 차선을 인식한다(S120). 주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 좌회전 표시(LS) 및 중앙선(MS)을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식한다.
차량감지부(300)는 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역(ROI)을 설정하여 차량을 감지한다(S130).
주행경로출력부(200)는 차량 주행 노면에 좌회전 표시(LS) 및 중앙선(MS)을 인식하여 비보호 좌회전 경로인지 판단한다(S140).
주행경로출력부(200)가 비보호 좌회전 경로임을 판단하고, 차량감지부(300)는 관심 영역(ROI)을 대향 차량 존재 영역(CROI)으로 설정한다(S150). 주행경로출력부(200)가 비보호 좌회전 경로를 출력하면 차량감지부(300)는 중앙선(MS) 왼쪽의 대향 차량 존재 영역(CROI)에 관심 영역(ROI)을 설정하여 차량을 감지한다.
차량감지부(300)는 차량이 비보호 좌회전 경로가 아닌 일반적인 주행 경로에서 주행 중 일 때 관심 영역(ROI)을 선행 차량이 존재하는 영역으로 설정한다(S160).
충돌경고부(400)는 선행 차량 및 대향 차량 중 적어도 어느 하나와 차량 간의 거리값이 설정값 미만인지 판단한다(S170).
충돌경고부(400)는 선행 차량 및 대향 차량 중 적어도 어느 하나와 차량 간의 거리값이 설정값 미만이면, 운전자에게 충돌 경고를 한다(S180).
도 3은 비보호 좌회전 경로에 있는 차량의 주행 모습을 도시한 차량의 도로 주행도이다. 도 3(a)는 차량이 비보호 좌회전 경로를 앞두고 있는 모습을 도시한 차량 주행도이다. 주행경로출력부(200)는 노면의 좌회전 표시(LS)를 인식한다. 주행경로출력부(200)는 차량 전방 영상에서 황색을 인식하여 중앙선(MS)을 인식한다. 주행경로출력부(200)는 단선으로 된 황색 차선 및 두 줄로 된 황색 차선을 인식하여 중앙선(MS)을 인식할 수 있다. 주행경로출력부(200)는 백색으로 된 차선을 인식할 수도 있다. 주행경로출력부(200)가 차선을 인식하는 것은 위에서 이미 설명하였다.
도 3(b)는 차량이 비보호 좌회전 경로에서 좌회전 시 관심 영역(ROI)이 변화하는 모습을 도시한 차량 주행도이다. 카메라부(100)는 카메라 성능에 따라 설정된 수평 화각 범위에 따라 차량 전방 영상을 출력한다.
차량감지부(300)는 도 3(b)의 첫 번째 그림과 같이 일반적으로 차량 전방에 관심 영역(ROI)을 설정하여 전방의 물체 즉 선행 차량을 감지한다. 차량감지부(300)는 비보호 좌회전 경로를 인식하여 비보호 좌회전 경로 주행 상황이 되면 관심 영역(ROI)을 도 3(b)의 두 번째 그림과 같이 중앙선 왼쪽의 대향 차량 존재 영역(CROI)으로 관심 영역을 설정한다. 도 3(b)의 세 번째 및 네 번째 그림은 차량이 비보호 좌회전 경로를 회전 주행하고 있는 상황을 도시한 것인데, 주행경로출력부(200)가 실시간으로 중앙선(MS)을 인식하고, 차량감지부(300)는 실시간으로 관심 영역(ROI)을 중앙선(MS) 왼쪽의 대향 차량 존재 영역(CROI)으로 설정한다. 도 3(b)의 네 번째 그림에서, 차량감지부(300)가 차량이 중앙선(MS)을 넘은 후에 관심 영역(ROI)이 선행 차량 존재 영역에서 대향 차량 존재 영역(CROI)으로 설정한 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시례에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시례에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 카메라부
200 : 주행경로출력부
300 : 차량감지부
400 : 충돌경고부

Claims (8)

  1. 차량 전방 영상을 출력하는 카메라부;
    상기 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 상기 차량의 주행 경로를 출력하는 주행경로출력부;
    상기 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역을 설정하여 차량을 감지하고, 상기 선행 차량과의 거리값을 출력하는 차량감지부; 및
    상기 차량과 상기 선행 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 하는 충돌경고부; 를 포함하는 차량 주행 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 주행경로출력부는 상기 차량 주행 노면에 표시된 교통 정보 및 차선을 인식하는 차량 주행 보조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서
    상기 주행경로출력부는 상기 차량 주행 노면에 좌회전 표시 및 중앙선을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식하는 차량 주행 보조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 차량감지부는 상기 차량의 비보호 좌회전 시, 상기 관심 영역을 대향 차량 존재 부분으로 설정하는 차량 주행 보조 장치.
  5. 차량 전방 영상을 출력하는 단계;
    상기 차량 전방 영상에서 주행 정보를 인식하여 상기 차량의 주행 경로를 출력하는 단계;
    상기 차량의 주행 경로에 존재하는 선행 차량에 관심 영역을 설정하여 차량을 감지하는 단계; 및
    상기 차량과 상기 선행 차량 간 거리값이 설정된 값 미만일 때 운전자에게 충돌 경고를 하는 단계; 를 포함하는 차량 주행 보조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서
    상기 주행 경로 출력 단계에서 상기 차량 주행 노면에 표시된 교통 정보 및 차선을 인식하는 차량 주행 보조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서
    상기 주행 경로 출력 단계에서 상기 차량 주행 노면에 좌회전 표시 및 중앙선을 인식하여 비보호 좌회전 경로를 인식하는 차량 주행 보조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서
    상기 충돌 경고 단계에서 상기 차량의 비보호 좌회전 시, 상기 관심 영역을 대향 차량 존재 부분으로 설정하는 차량 주행 보조 방법.
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