KR100270523B1 - 도로 조건에 따른 카메라 제어기능을 구비한 무인 자동차 시스템 - Google Patents

도로 조건에 따른 카메라 제어기능을 구비한 무인 자동차 시스템 Download PDF

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Abstract

이 발명은 도로 조건에 따라 카메라가 제어되도록 하는 기능을 구비한 무인 자동차에 관한 것으로서, 시야각이 고정되어 있는 제1카메라와; 회전 가능한 축에 설치되어 회전각도에 따라 시야각이 제어 가능한 제2카메라와; 상기 제2카메라의 회전을 제어하기 위한 모터 시스템과; 상기 제2카메라의 회전축에 설치되어, 상기 제2카메라의 투사 방향을 감지하기 위한 위치센서부와; 상기 제1 및 제2카메라중 선택된 하나로부터 아날로그 영상신호를 받아들이고, 상기 입력된 아날로그 영상신호를 디지탈 영상신호로 변환하여 출력하기 위한 화상처리부와; 상기 화상처리부의 출력신호를 입력받아, 디지탈 영상신호를 스캐닝하여 도로의 경계 및 장애물 유무를 감지하고, 이 감지된 정보에 따라 조향 목표각도를 결정하여 출력하며, 상기 제1카메라의 영상신호로부터 정보검출 실패시 제2카메라 구동명령 및 목표각도를 생성하여 출력하는 중앙제어유닛과; 상기 중앙제어유닛으로부터의 구동명령이 있을 경우 상기 화상처리부에서 제2카메라의 신호가 선택되도록 하고, 상기 위치센서부에서 감지되는 제2카메라 방향에 근거하여 상기 목표각도로 제2카메라가 회전하도록 하는 구동명령을 생성하여 상기 모터 시스템에 출력하기 위한 카메라 제어부로 구성되어, 곡선로 주행시 곡선정도에 따라 제2카메라가 회전하도록 제어함으로써 무인자동차가 곡선로에서도 도로 경계 추적을 정확하게 수행할 수 있도록 한다.

Description

도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템
제1도는 본 발명에 따른 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템의 구성 블록도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1, 2 : 카메라 3 : 모터
31 : 전달기어 4 : 모터 구동 회로
51, 52, 53 : 위치 센서 6 : 카메라 제어부
7 : 화상 처리부 8 : 중앙제어유닛
9 : 핸들 조향 제어장치
본 발명은 도로 조건에 따라 카메라가 제어되도록 하는 기능을 구비한 무인 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투사 각도가 고정된 카메라와 투사 각도가 회전 가능한 카메라를 구비하고, 직선로에서는 고정된 카메라에 의해 도로의 라인 및 중심점이 추적되도록 하고, 곡선로에서는 회전 가능한 카메라에 의해 추적되도록 제어함으로써 곡선로에서의 도로 경계 추출 정확도를 높일 수 있는 무인 자동차 시스템에 관한 것이다.
카메라로부터 입력된 도로에 관한 화상을 이용하여 도로의 경계를 추출하고, 이 추출된 도로의 경계에 근거하여 핸들의 조향각을 제어하는 무인 자동차가 개발되고 있다.
공지된 기술에 따르면, 하나의 카메라를 이용하여 도로의 경계를 추출하고 있는데, 이것은 직선로에서는 별 문제가 없으나, 곡선로 주행시 카메라의 시야가 좁아지고 도로에 관한 정보가 적어진다. 이에 따라, 정확한 도로 경계의 추출이 이루어지지 못하고, 핸들의 조향각 제어가 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 회전 가능한 두 대의 카메라를 구비하고 곡선로 주행시에는 도로 조건에 따라 회전 가능한 카메라가 도로의 경계를 추적하도록 제어함으로써 곡선로 주행시 도로 경계 추출의 정확도를 높일 수 있는 무인 자동차 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템은, 시야각이 고정되어 있으며, 반경내의 경치를 아날로그 영상 신호로 변환하여 출력하는 제1카메라와; 회전 가능한 축에 설치되어 회전 각도에 따라 시야각이 제어 가능하며, 반경내의 경치를 아날로그 영상 신호로 변환하여 출력하는 제2카메라와; 상기 제2카메라의 회전축에 설치되어, 상기 제2카메라의 투사 방향을 감지하며, 적어도 세 개 이상의 위치 센서로 구현되는 위치 센서부와; 상기 제1 및 제2카메라 중 선택된 하나로부터 아날로그 영상 신호를 받아들이고, 상기 입력된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하여 출력하기 위한 화상 처리부와, 상기 화상 처리부의 출력 신호를 입력받아, 디지털 영상 신호를 스캐닝 하여 도로의 경계 및 장애물 유무를 감지하고, 이 감지된 정보에 따라 조향 목표 각도를 결정하여 출력하며, 상기 제1카메라의 영상 신호로부터 정보 검출 실패시 제2카메라 구동 명령 및 목표 각도를 생성하여 출력하는 중앙제어유닛과; 상기 중앙제어유닛으로부터의 구동 명령이 있을 경우 상기 화상 처리부에서 제2카메라의 신호가 선택되도록 하고, 상기 위치 센서부에서 감지되는 제2카메라 방향에 근거하여 상기 목표 각도로 제2카메라가 회전하도록 하는 구동 명령을 생성하는 카메라 제어부와; 상기 제2카메라의 회전을 제어하기 위한 것으로서, 상기 카메라 제어부에서 출력되는 구동 명령에 대응하는 모터 제어 신호를 생성하여 출력하는 모터 구동 회로와, 상기 모터 구동 회로의 모터 제어 신호에 따라 소정의 회전 동작을 수행하는 모터와, 상기 모터의 회전력에 의해 카메라의 회전축이 회전할 수 있도록 회전력을 전달하는 전달기어를 구비한 모터 시스템과; 상기 중앙제어유닛에서 출력되는 조향 목표 각도에 의거하여 핸들의 조향각이 제어되도록 하는 핸들 조향 제어장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제1도에는 본 발명에 따른 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템의 구성 블록도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템에 구비되는 제1카메라(1)는 고정된 축에 장착되어 있으며, 제2카메라(2)는 회전 가능한 축에 장착되어 있다. 또한, 제2카메라(2)는 전달기어(31)를 매개로 하여 모터(3)와 결합되어 있으며, 상기 모터(3)는 모터 구동 회로(4)에 연결되어 있다.
상기 제2카메라(2)의 회전축에는 세 개의 위치 센서(51, 52, 53)가 장착되어 있으며, 제1카메라(1)와 제2카메라(2)의 영상 신호는 화상 처리부(7)에 입력되도록 연결된다.
화상 처리부(7)는 중앙제어유닛(8)과 신호의 입출력이 가능하도록 연결되는 한편, 핸들 조향 제어장치(9) 및 카메라 제어부(6)와도 신호의 입출력이 가능하도록 연결된다. 카메라 제어부(6)의 출력 신호(cw, ccw)는 모터 구동 회로(4)에 출력되도록 연결된다.
다음으로, 상기한 제1도의 구성에 의거하여 이 발명의 실시예에 따른 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템의 동작을 설명한다.
전원이 인가되면 본 발명에 따른 무인 자동차 시스템의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 제1카메라(1)와 제2카메라(2)에서는 반경내의 경치가 아날로그 영상 신호로 변환되며, 상기 아날로그 영상 신호는 화상 처리부(7)로 출력된다.
상기 화상 처리부(7)에서는 카메라 제어부(6)에 의해 선택되는 제1 및 제2카메라(1, 2)중 하나의 아날로그 영상 신호가 디지털 영상 신호로 변환되며, 변환된 디지털 영상 신호는 중앙제어유닛(8)에 출력된다.
중앙제어유닛(8)에서는 화상 처리부(7)에서 들어오는 디지털 영상 신호가 스캐닝(scanning)되며, 스캐닝된 화면으로부터 도로의 경계, 중심점 및 장애물 유무가 감지된다. 그리고, 상기 감지된 정보에 근거하여 조향 목표 각도가 결정되며, 이 조향 목표 각도는 화상 처리부(7)를 거쳐 핸들 조향 제어장치(9)로 보내진다. 핸들 조향 제어장치(9)에서는 입력되는 조향 목표 각도에 이를 때까지 자동차의 핸들이 조정되도록 한다.
만약, 중앙제어유닛(8)에서 제1카메라(1)의 영상 신호에 근거하여 제어되다가 곡선로에 접어들어 도로의 곡률이 소정 레벨 이상으로 되면, 제2카메라(2) 구동 명령 및 도로의 곡률에 대응하는 목표 각도가 생성되어 상기 카메라 제어부(6)로 출력된다.
상기 카메라 제어부(6)에서는 상기 중앙제어유닛(8)으로부터 제2카메라(2) 구동 명령이 있을 경우, 상기 세 개의 위치 센서(51, 52, 53)에서 얻어지는 제2카메라 회전축의 위치에 근거하여 제2카메라(2)가 중앙제어유닛(8)에서 계산된 목표 각도에 이르도록 하는 구동 명령(cw, ccw)이 생성되며, 생성된 구동 명령(cw, ccw)은 모터 구동 회로(4)에 보내진다. 모터 구동 회로(4)에서는 구동 명령에 해당하는 소정의 모터 제어 신호가 생성되며, 이 모터 제어 신호는 모터(3)에 인가되어 모터(3)의 회전 방향 및 회전량이 제어되도록 한다.
결국, 곡선로에서는 제2카메라(2)가 곡선 정도에 따라 회전하여 도로의 경계가 추적되도록 할 수 있다. 모터(3)의 회전력은 전달기어(31)를 통해 제2카메라(2)의 회전축에 전달되며, 제2카메라(2)의 도로의 곡률에 따라 소정의 각도 회전한다.
위치 센서(51, 52, 53)에서는 카메라의 위치가 검출되며, 이를 통해 카메라 제어부(6)에서는 제2카메라(2)가 목표 각도에 도달하였는지 판단될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 모터의 구동에 의해 회전 가능한 카메라를 부가하여 장착하고, 곡선로 주행시 곡선 정도에 따라 카메라가 회전하도록 제어함으로써 무인 자동차가 곡선로에서도 도로 경계 추적을 정확하게 수행할 수 있도록 한다.

Claims (1)

  1. 시야각이 고정되어 있으며, 반경내의 경치를 아날로그 영상 신호로 변환하여 출력하는 제1카메라와; 회전 가능한 축에 설치되어 회전 각도에 따라 시야각이 제어 가능하며, 반경내의 경치를 아날로그 영상 신호로 변환하여 출력하는 제2카메라와; 상기 제2카메라의 회전축에 설치되어, 상기 제2카메라의 투사 방향을 감지하며, 적어도 세 개 이상의 위치 센서로 구현되는 위치 센서부와; 상기 제1 및 제2카메라 중 선택된 하나로부터 아날로그 영상 신호를 받아들이고, 상기 입력된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하여 출력하기 위한 화상 처리부와; 상기 화상 처리부의 출력 신호를 입력받아, 디지털 영상 신호를 스캐닝 하여 도로의 경계 및 장애물 유무를 감지하고, 이 감지된 정보에 따라 조향 목표 각도를 결정하여 출력하며, 상기 제1카메라의 영상 신호로부터 정보 검출 실패시 제2카메라 구동 명령 및 목표 각도를 생성하여 출력하는 중앙제어유닛과; 상기 중앙제어유닛으로부터의 구동 명령이 있을 경우 상기 화상 처리부에서 제2카메라의 신호가 선택되도록 하고, 상기 위치 센서부에서 감지되는 제2카메라 방향에 근거하여 상기 목표 각도로 제2카메라가 회전하도록 하는 구동 명령을 생성하는 카메라 제어부와; 상기 제2카메라의 회전을 제어하기 위한 것으로서, 상기 카메라 제어부에서 출력되는 구동 명령에 대응하는 모터 제어 신호를 생성하여 출력하는 모터 구동 회로와, 상기 모터 구동 회로의 모터 제어 신호에 따라 소정의 회전 동작을 수행하는 모터와, 상기 모터의 회전력에 의해 카메라의 회전축이 회전할 수 있도록 회전력을 전달하는 전달기어를 구비한 모터 시스템과; 상기 중앙제어유닛에서 출력되는 조향 목표 각도에 의거하여 핸들의 조향각이 제어되도록 하는 핸들 조향 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 조건에 따른 카메라 제어 기능을 구비한 무인 자동차 시스템.
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