KR100873474B1 - Vehicle location estimation device and method using pixel size and location of traffic facilities on image - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a vehicle position using pixel size and position of a traffic facility on an image.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은 영상에 나타난 교차로에 인접한 교통 시설물(신호등 및 교통 표지판 등)의 픽셀 사이즈 대 거리 정보 및 픽셀의 위치 정보를 이용하여 교차로 인접지역에서 차량의 지피에스(GPS) 정보가 미수신되거나 정확도가 떨어질 경우, 교통 시설물로부터 차량의 상대적 위치를 추정하기 위한, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention uses the pixel size vs. distance information of traffic facilities (such as traffic lights and traffic signs) and pixel location information adjacent to the intersection shown in the image when GPS information of the vehicle is unreceived or inaccurate in the neighborhood of the intersection. To provide a vehicle position estimation apparatus using the pixel size and the position of the traffic facilities on the image for estimating the relative position of the vehicle from the traffic facilities, and a method thereof.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 위치정보 수신기와, 카메라와, 교통 시설물 정보를 포함하는 항법 지도 및 주행경로를 제공하는 정보 제공수단을 구비한 항법 시스템에서의 차량 위치 추정 장치에 있어서, 교통 시설물의 픽셀 사이즈별 거리정보와 픽셀 위치별 주행 차선정보를 저장하는 데이터베이스; 위치정보를 기반으로 상기 항법 지도에서 현재 차량의 위치에 존재하는 교통 시설물의 정보를 제공하기 위한 교통 시설물 정보제공수단; 상기 교통 시설물 정보제공수단에서 제공한 교통 시설물 정보를 이용하여 상기 카메라로부터 입력된 영상에서 교통 시설물을 인식하고, 상기 인식한 교통 시설물의 영상상의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출하기 위한 교통 시설물 인식수단; 상기 교통 시설물 인식수단에서 인식한 교통 시설물의 영상상의 픽셀 사이즈 및 위치, 상기 데이터베이스의 교통 시설물의 픽셀 사이즈별 거리정보를 이용하여 영상상의 교통 시설물과 차량 간의 실제 거리를 추출하기 위한 거리추출수단; 및 상기 거리추출수단에서 추출한 교통 시설물과 차량 간 거리정보를 현재 위치의 영상에 반영하여 차량의 위치를 추정하기 위한 차량위치추정수단을 포함함.The present invention provides a vehicle position estimation apparatus in a navigation system including a location information receiver, a camera, a navigation map including traffic facility information, and information providing means for providing a driving route. A database storing information and driving lane information for each pixel position; Traffic facility information providing means for providing information of traffic facilities present at the current vehicle location on the navigation map based on location information; Traffic facility recognition means for recognizing a traffic facility from an image input from the camera by using the traffic facility information provided by the traffic facility information providing means, and extracting a pixel size and a location of an image of the recognized traffic facility; Distance extracting means for extracting an actual distance between the traffic facility on the image and the vehicle by using the pixel size and location on the image of the traffic facility recognized by the traffic facility recognition means and the distance information for each pixel size of the traffic facility in the database; And vehicle position estimating means for estimating the position of the vehicle by reflecting the distance information between the traffic facility and the vehicle extracted by the distance extracting means in the image of the current position.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 차량 위치 추정 시스템 등에 이용됨.The present invention is used in a vehicle position estimation system and the like.

Description

영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for estimating location of vehicle using pixel location and size of road facilities which appear in images}Apparatus and method for estimating location of vehicle using pixel location and size of road facilities which appear in images}

도 1 은 본 발명에 따른 영상상의 교통 시설물 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 시스템의 일실시예 구성도,1 is a configuration diagram of a vehicle position estimation system using a pixel size and a location of a traffic facility on an image according to the present invention;

도 2 는 본 발명에 따른 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 방법의 일실시예 흐름도,2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for estimating a vehicle location using a pixel size and a location of a traffic facility on an image according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 픽셀 사이즈 대 거리 데이터베이스를 구축하는 방법에 대한 일실시예 설명도,3 is an exemplary explanatory diagram of a method for building a pixel size versus distance database in accordance with the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 픽셀 위치별 주행 차선 정보(X * Y 분면 대 거리 정보) 데이터베이스를 구축하는 방법에 대한 일실시예 설명도,4 is an explanatory diagram of a method of constructing a driving lane information (X * Y quadrant versus distance information) database for each pixel position according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 따른 차량의 차선 변경 인식 방법에 대한 일실시예 설명도,5 is a diagram for explaining a lane change recognition method for a vehicle according to the present invention;

도 6 은 본 발명에 따른 교통 시설물과 차량 간 거리 차이에 따른 교통 시설물의 모습에 대한 일실시예 설명도이다.6 is a diagram illustrating an embodiment of a traffic facility according to a distance difference between the traffic facility and the vehicle according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing

11 : 정보 획득부 12 : 정보 제공부11: information acquisition unit 12: information provider

13 : 교통 시설물 정보 제공부 14 : 교통 시설물 인식부13: Traffic facility information providing unit 14: Traffic facility recognition unit

15 : 차선 인식부 16 : 거리 추출부15 lane detection unit 16 distance extraction unit

17 : 차선 보정부 18 : 차량 위치 추정부17 lane correction unit 18 vehicle position estimation unit

111 : GPS 112 : 영상 촬영부111: GPS 112: video recording unit

121 : 최단 경로 표시부 122 : 항법맵121: shortest path display unit 122: navigation map

161 : 픽셀 사이즈 대 거리 데이터베이스 161: Pixel Size vs. Distance Database

171 : 픽셀 위치별 주행 차선 정보 데이터베이스171: driving lane information database for each pixel position

본 발명은 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상에 나타난 교차로에 인접한 교통 시설물(신호등 및 교통 표지판 등)의 픽셀 사이즈 대 거리 정보 및 픽셀의 위치 정보를 이용하여 교차로 인접지역에서 차량의 지피에스(GPS : Global Positioning System) 정보가 미수신되거나 정확도가 떨어질 경우, 교통 시설물로부터 차량의 상대적 위치를 추정할 수 있는, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for estimating a vehicle position using a pixel size and a location of a traffic facility on an image and a method thereof, and more particularly, to pixel size versus distance information of a traffic facility (such as a traffic light and a traffic sign) adjacent to an intersection shown in the image. And using the pixel location information to estimate the relative position of the vehicle from the traffic facility when GPS (GPS) information of the vehicle is unreceived or inaccurate in an area adjacent to the intersection. An apparatus and method for estimating a vehicle position using size and position are provided.

일반적으로 차량 항법 시스템은 지피에스(GPS) 수신기에 의하여 파악된 지구표면의 좌표축상의 절대 위치에 해당하는 차량의 현재 위치 정보를 맵 매칭 기법 또는 추측항법을 통해 항법 맵상에 표시하는 것이다. 그러나, 건물 밀집 지역이나 터널 등과 같은 곳에서는 GPS의 미수신 및 GPS의 정확도가 현저히 떨어지게 되며, 특히 맵 매칭의 경우에 있어 차량 진행 방향에 대한 정확도를 보정하는 것이 거의 불가능하다. 또한 GPS 수신이 양호한 지역이라 해도 일반적인 맵 매칭시 차량의 위치를 도로의 중심선에 매칭하여 표시하므로, 항법 맵상에 표시된 차량 위치와 실제 차량 위치 사이에 오차가 발생하는 문제점이 있다.In general, a vehicle navigation system displays current position information of a vehicle corresponding to an absolute position on a coordinate axis of the earth surface identified by a GPS receiver on a navigation map through a map matching technique or dead reckoning. However, in places such as dense buildings or tunnels, GPS reception and GPS accuracy are significantly lowered. In particular, in the case of map matching, it is almost impossible to correct the accuracy of the vehicle traveling direction. In addition, even in a region where GPS reception is good, an error occurs between the vehicle position displayed on the navigation map and the actual vehicle position since the vehicle position is displayed by matching the position of the vehicle with the centerline of the road during general map matching.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 영상에 나타난 교차로에 인접한 교통 시설물(신호등 및 교통 표지판 등)의 픽셀 사이즈 대 거리 정보 및 픽셀의 위치 정보를 이용하여 교차로 인접지역에서 차량의 지피에스(GPS) 정보가 미수신되거나 정확도가 떨어질 경우, 교통 시설물로부터 차량의 상대적 위치를 추정하기 위한, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by using the pixel size versus distance information of the traffic facilities (such as traffic lights and traffic signs) and the location information of the pixels adjacent to the intersection shown in the image of the vehicle GPS ( It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for estimating a vehicle position using a pixel size and position of a traffic facility on an image for estimating a relative position of the vehicle from a traffic facility when GPS) information is not received or inaccurate.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위치정보 수신기와, 카메라와, 교통 시설물 정보를 포함하는 항법 지도 및 주행경로를 제공하는 정보 제공수단을 구비한 항법 시스템에서의 차량 위치 추정 장치에 있어서, 교통 시설물의 픽셀 사이즈별 거리정보와 픽셀 위치별 주행 차선정보를 저장하는 데이터베이스; 위치정보를 기반으로 상기 항법 지도에서 현재 차량의 위치에 존재하는 교통 시설물의 정보를 제공하기 위한 교통 시설물 정보제공수단; 상기 교통 시설물 정보제공수단에서 제공한 교통 시설물 정보를 이용하여 상기 카메라로부터 입력된 영상에서 교통 시설물을 인식하고, 상기 인식한 교통 시설물의 영상상의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출하기 위한 교통 시설물 인식수단; 상기 교통 시설물 인식수단에서 인식한 교통 시설물의 영상상의 픽셀 사이즈 및 위치, 상기 데이터베이스의 교통 시설물의 픽셀 사이즈별 거리정보를 이용하여 영상상의 교통 시설물과 차량 간의 실제 거리를 추출하기 위한 거리추출수단; 및 상기 거리추출수단에서 추출한 교통 시설물과 차량 간 거리정보를 현재 위치의 영상에 반영하여 차량의 위치를 추정하기 위한 차량위치추정수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle location estimation apparatus in a navigation system including a location information receiver, a camera, a navigation map including traffic facility information, and information providing means for providing a driving route. A database for storing distance information for each pixel size of the facility and driving lane information for each pixel location; Traffic facility information providing means for providing information of traffic facilities present at the current vehicle location on the navigation map based on location information; Traffic facility recognition means for recognizing a traffic facility from an image input from the camera by using the traffic facility information provided by the traffic facility information providing means, and extracting a pixel size and a location of an image of the recognized traffic facility; Distance extracting means for extracting an actual distance between the traffic facility on the image and the vehicle by using the pixel size and location on the image of the traffic facility recognized by the traffic facility recognition means and the distance information for each pixel size of the traffic facility in the database; And vehicle position estimating means for estimating the position of the vehicle by reflecting the distance information between the traffic facility and the vehicle extracted by the distance extracting means in the image of the current position.

한편, 본 발명은, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 방법에 있어서, 차량에 장착된 비디오 카메라를 통해 현재 위치의 영상을 촬영하고, 촬영된 현재 위치의 영상에서 교통 시설물을 인식하는 단계; 상기 인식된 교통 시설물과 기 저장되어 있는 교통 시설물 정보를 비교하여 교통 시설물의 종류를 판단하고, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출하는 단계; 상기 추출된 교통 시설물의 픽셀 사이즈를 기 저장되어 있는 교통 시설물의 픽셀 사이즈 대 거리정보와 비교하여 교통 시설물과 차량 간 거리를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 교통 시설물과 차량 간 거리정보를 상기 차량의 위성 수신 상태 및 차량의 주행정보에 반영하여 차량의 위치를 추정하는 위치 추정단계를 포함한다.On the other hand, the present invention, in the vehicle location estimation method using the pixel size and location of the traffic facilities on the image, by taking a video of the current location through a video camera mounted on the vehicle, and the traffic facilities from the image of the current location Recognizing; Comparing the recognized traffic facilities with previously stored traffic facility information to determine a type of traffic facility, and extracting a pixel size and a location of the traffic facility on the image; Extracting a distance between the traffic facility and the vehicle by comparing the extracted pixel size of the traffic facility with previously stored pixel size vs. distance information of the traffic facility; And a location estimation step of estimating the location of the vehicle by reflecting the extracted traffic facility and the distance information between the vehicle to the satellite reception state of the vehicle and the driving information of the vehicle.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 영상상의 교통 시설물 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 시스템의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of a vehicle position estimation system using pixel size and position of a traffic facility on an image according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상상의 교통 시설물 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 시스템은, 정보 획득부(11), 정보 제공부(12), 교통 시설물 정보 제공부(13), 교통 시설물 인식부(14), 차선 인식부(15), 거리 추출부(16), 차선 보정부(17) 및 차량 위치 추정부(18)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the vehicle location estimation system using the pixel size and location of a traffic facility on an image according to the present invention includes an information acquisition unit 11, an information provider 12, and a traffic facility information provider 13. , The traffic facility recognition unit 14, the lane recognition unit 15, the distance extractor 16, the lane correction unit 17, and the vehicle position estimation unit 18.

여기서, 정보 획득부(11)는 차량의 현위치 정보, 차량의 위성 수신 상태 및 차량 주행정보를 획득하기 위한 GPS(Global Positioning System)(111)와, 차량에 장착되어 교통 시설물 및 차선 등을 포함한 영상을 촬영하기 위한 영상 촬영부(비디오 카메라)(112)를 포함한다.
이때, 차량 주행정보는 지나온 궤적, 차량 속도, 진행 방향 등을 포함하고, 교통 시설물은 신호등 및 교통 표지판 등을 포함한다.Here, the information acquisition unit 11 includes a GPS (Global Positioning System) 111 for acquiring the current position information of the vehicle, the satellite reception state of the vehicle, and the vehicle driving information, and the traffic facilities and lanes mounted on the vehicle. An image capturing unit (video camera) 112 for capturing an image is included.
In this case, the vehicle driving information includes a trajectory, a vehicle speed, a driving direction, and the like, and the traffic facilities include a traffic light and a traffic sign.

그리고, 정보 제공부(12)는 주행 중인 차량의 출발지로부터 목적지까지의 최단 경로를 표시해주기 위한 최단 경로 표시부(121) 및 교통 시설물에 대한 노드/링크 정보 및 도로 차선의 노드/링크 정보가 반영된 항법맵(122)을 포함한다.In addition, the information providing unit 12 may include the shortest path display unit 121 for displaying the shortest path from the starting point of the driving vehicle to the destination, the node / link information for the traffic facility, and the node / link information of the road lane. Map 122.

그리고, 교통 시설물 정보 제공부(13)는 정보 획득부(11)에 의해 획득된 차량의 현위치 및 차량 주행정보와 정보 제공부(12)의 항법맵(122)을 기반으로 현재 차량이 위치하는 도로에 존재하는 교통 시설물들의 정보를 제공한다.
또한, 교통 시설물 정보 제공부(13)는 교통 시설물의 속성정보(교통 시설물의 종류, 위치 정보, 길이 정보, 이미지 등)를 저장하고 있는 교통 시설물 정보 데이터베이스를 포함할 수 있다.In addition, the traffic facility information providing unit 13 may store the current vehicle on the basis of the current position and vehicle driving information of the vehicle acquired by the information obtaining unit 11 and the navigation map 122 of the information providing unit 12. Provides information about traffic facilities on the road.
In addition, the traffic facility information providing unit 13 may include a traffic facility information database that stores attribution information (type of traffic facility, location information, length information, image, etc.) of the traffic facility.

그리고, 교통 시설물 인식부(14)는 정보 획득부(11)의 영상 촬영부(비디오 카메라)(112)에 의해 촬영된 현재 위치의 영상에서 교통 시설물을 인식한다.
또한, 교통 시설물 인식부(14)는 상기 인식된 교통 시설물과 교통 시설물 정보 제공부(13)로부터 제공된 교통 시설물 정보를 비교하여 교통 시설물의 종류를 판단하고, 이를 기반으로 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출한다.In addition, the traffic facility recognition unit 14 recognizes the traffic facility from the image of the current location photographed by the image photographing unit (video camera) 112 of the information acquisition unit 11.
In addition, the traffic facility recognition unit 14 compares the recognized traffic facilities with the traffic facility information provided from the traffic facility information providing unit 13 to determine the type of traffic facility, and based on the pixel size of the traffic facility on the image. And extract location.

이때, 교통 시설물 인식부(14)는 종래의 영상 인식 방법을 이용하여 교통 시설물을 인식할 수 있다.In this case, the traffic facility recognition unit 14 may recognize the traffic facility using a conventional image recognition method.

그리고, 차선 인식부(15)는 정보 획득부(11)로부터 제공되는 주행 중인 차량의 영상정보를 이용하여 차선을 인식하고, 차량과 차선이 이루는 각도의 변화를 판단하여 차선의 변경정보를 차선 보정부(17)로 전달한다.The lane recognizing unit 15 recognizes the lane using the image information of the driving vehicle provided from the information obtaining unit 11, determines the change of the angle formed between the vehicle and the lane, and receives the lane change information. To the government (17).

이때, 차선 인식부(15)는 종래의 차선 인식 방법을 이용하여 차선을 인식할 수 있다.In this case, the lane recognizing unit 15 may recognize the lane using a conventional lane recognizing method.

그리고, 거리 추출부(16)는 경험상으로 미리 구축된 교통 시설물의 픽셀 사이즈 대 거리 데이터베이스(161)에 저장된 교통 시설물의 픽셀 사이즈 대 거리 정보와, 교통 시설물 인식부(14)에 의해 인식된 교통 시설물의 픽셀 사이즈를 비교하여, 영상상의 교통 시설물과 차량 간의 실제 거리를 추출한다.Then, the distance extraction unit 16 experiences the pixel size vs. distance information of the traffic facilities stored in the pixel size vs. distance database 161 of the traffic facilities previously constructed, and the traffic facilities recognized by the traffic facility recognition unit 14. By comparing the pixel size of the, the actual distance between the traffic facilities and the vehicle on the image is extracted.

그리고, 차선 보정부(17)는 경험상으로 미리 구축된 픽셀 위치별 주행 차선 정보(X * Y 분면 대 거리 정보) 데이터베이스(171)에 저장된 교통 시설물의 픽셀 위치별 주행 차선 정보(X * Y 분면 대 거리 정보)와, 교통 시설물 인식부(14)에 의해 추출된 영상상의 교통 시설물의 위치를 비교하고, 비교 순간의 차선 변경에 대한 정보를 차선 인식부(15)로부터 전달받아 차선을 보정한다.In addition, the lane correction unit 17 experiences the driving lane information for each pixel location of the traffic facility stored in the pixel location driving lane information (X * Y quadrant versus distance information) database 171, which has been previously constructed. Distance information) and the position of the traffic facilities on the image extracted by the traffic facility recognition unit 14, and the lane recognition unit 15 receives information on the lane change at the moment of comparison and corrects the lane.

그리고, 차량 위치 추정부(18)는 거리 추출부(16)에 의해 추출된 교통 시설물과 차량 간의 거리 및 차선 보정부(17)에 의해 보정된 차선정보를, 정보 획득부(11)(특히, GPS(111))로부터 획득된 차량의 위성 수신 상태 및 차량의 주행정보에 반영하여 차량의 위치를 추정한다.The vehicle position estimating unit 18 receives the lane information corrected by the distance and lane correction unit 17 and the distance between the traffic facility extracted by the distance extracting unit 16 and the vehicle, and the information obtaining unit 11 (in particular, The position of the vehicle is estimated by reflecting the satellite reception state of the vehicle and the driving information of the vehicle obtained from the GPS 111.

도 2 는 본 발명에 따른 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 방법의 일실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for estimating a vehicle location using a pixel size and a location of a traffic facility on an image according to the present invention.

먼저, 차량 위치 추정 장치는 차량에 장착된 비디오 카메라를 통해 현재 위치의 영상을 촬영하고, GPS(111)를 통해 제공된 차량 주행정보(지나온 궤적, 차량 속도, 진행 방향 등)와, 교통 시설물 정보를 기반으로 촬영된 현재 위치의 영상에서 교통 시설물(신호등 및 교통 표지판 등)을 인식한다(201).First, the vehicle position estimating apparatus captures an image of a current position through a video camera mounted on a vehicle, and displays vehicle driving information (extra track, vehicle speed, direction of travel, etc.) and traffic facility information provided through the GPS 111. Recognizing a traffic facility (traffic light and traffic sign, etc.) from the image of the current location photographed based on (201).

이어서, 차량 위치 추정 장치는 상기 인식된 교통 시설물과 기 저장되어 있는 교통 시설물 정보를 비교하여 교통 시설물의 종류를 판단하고, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출한다(202).Next, the vehicle location estimating apparatus compares the recognized traffic facilities with previously stored traffic facility information to determine the type of traffic facility, and extracts the pixel size and location of the traffic facility on the image (202).

이후, 차량 위치 추정 장치는 상기 추출된 교통 시설물의 픽셀 사이즈를 기 저장되어 있는 교통 시설물의 픽셀 사이즈 대 거리 정보와 비교하여 교통 시설물과 차량 간의 거리를 추정한다(203).Thereafter, the vehicle location estimating apparatus estimates the distance between the traffic facility and the vehicle by comparing the extracted pixel size of the traffic facility with previously stored pixel size versus distance information of the traffic facility.

그리고, 차량 위치 추정 장치는 상기 추출된 교통 시설물(신호등 및 교통 표지판 등)의 위치를 기 저장되어 있는 픽셀 위치별 주행 차선 정보(X * Y 분면 대 거리 정보)와 비교하고, 비교 순간의 차선 변경에 대한 정보를 기반으로 차선을 보정한다(204).The vehicle location estimating apparatus compares the location of the extracted traffic facility (traffic light and traffic sign, etc.) with pre-stored driving lane information for each pixel location (X * Y quadrant versus distance information), and changes the lane at the comparison moment. The lane is corrected based on the information about 204.

이후, 차량 위치 추정 장치는 상기 추정된 교통 시설물과 차량 간의 거리 정보 및 상기 보정된 차선정보를 GPS(111)를 통해 제공된 차량의 위성 수신 상태 및 차량의 주행정보에 반영하여 차량의 위치를 추정한다(205).Subsequently, the vehicle position estimating apparatus estimates the position of the vehicle by reflecting the estimated distance information between the traffic facility and the vehicle and the corrected lane information to the satellite reception state of the vehicle and the driving information of the vehicle provided through the GPS 111. (205).

도 3 은 본 발명에 따른 픽셀 사이즈 대 거리 데이터베이스를 구축하는 방법에 대한 일실시예 설명도이다.3 is an exemplary explanatory diagram of a method for building a pixel size versus distance database according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 데이터베이스 구축자는 영상에서 인식된 신호등의 픽셀 사이즈를 측정하여 측정된 신호등의 픽셀 사이즈에 따른 실제 거리 정보를 거리 정보 테이블에 저장한다.As shown in FIG. 3, the database builder measures the pixel size of the traffic light recognized in the image and stores actual distance information according to the measured pixel size of the traffic light in the distance information table.

여기서, 거리 정보 테이블 구축 시의 카메라 해상도와 차량 주행시의 차량에 부착된 비디오 카메라(영상 촬영부(112))의 해상도가 같지 않을 경우, 이를 비례식 등으로 보정할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상용화 시 픽셀 사이즈 대 거리 데이터베이스(161)에 구축된 거리 정보 테이블을 다양한 제품의 차량용 카메라에 적용시킬 수 있다.Here, when the resolution of the camera when the distance information table is constructed and the resolution of the video camera attached to the vehicle (the image capturing unit 112) attached to the vehicle while driving the vehicle are not the same, it may be corrected by a proportional expression or the like. Accordingly, the present invention can apply the distance information table constructed in the pixel size vs. distance database 161 to commercial vehicle cameras.

즉, 본 발명은 차량의 비디오 카메라(영상 촬영부(112))에 의해 촬영된 영상에서 교통 시설물의 픽셀 사이즈를 인식하여, 인식된 해당 픽셀 사이즈를 픽셀 사이즈 대 거리 데이터베이스(161)에 구축된 거리 정보 테이블의 정보와 매칭시킴으로써, 교통 시설물과의 실제 거리를 계산할 수 있다.That is, the present invention recognizes the pixel size of the traffic facility from the image taken by the video camera of the vehicle (the image capturing unit 112), and uses the corresponding pixel size as the distance constructed in the pixel size versus distance database 161. By matching the information in the information table, the actual distance to the traffic facility can be calculated.

도 4 는 본 발명에 따른 픽셀 위치별 주행 차선 정보(X * Y 분면 대 거리 정보) 데이터베이스를 구축하는 방법에 대한 일실시예 설명도이다.FIG. 4 is a diagram for explaining a method of constructing a driving lane information (X * Y quadrant versus distance information) database for each pixel position according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 데이터베이스 구축자는 영상에서 인식된 교통 시설물과 주행 중인 차량의 차선 보정 관계를 정의하기 위해 데이터베이스 초기 구축시의 영상을 X * Y 분면으로 분할한다.As shown in FIG. 4, the database builder divides the image at the time of initial construction of the database into X * Y quadrants to define the lane correction relationship between the traffic facility recognized in the image and the driving vehicle.

도 5 는 본 발명에 따른 차량의 차선 변경 인식 방법에 대한 일실시예 설명도이다.5 is a diagram for explaining a lane change recognition method for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 차선 보정부(17)는 차선 인식부(15)에 의해 인식된 중앙 차선, 주행 차선 및 도로 경계선을 기반으로 현재 차량이 주행 중인 차로를 판단하여 도로의 차선정보가 반영된 항법맵(122)과의 매칭을 통해 차량의 위치를 보정하고, 차량과 차선이 이루는 각도의 변화를 감지하여 소정의 각도 이하일 경우 차선 변경으로 판단하여 즉시 차량 운행 정보에 반영한다.As illustrated in FIG. 5, the lane correction unit 17 determines a lane on which a vehicle is currently driving based on a center lane, a driving lane, and a road boundary recognized by the lane recognizing unit 15 to display lane information of a road. By correcting the position of the vehicle through matching with the reflected navigation map 122, and detecting a change in the angle formed between the vehicle and the lane, if it is less than a predetermined angle it is determined to change the lane and immediately reflected in the vehicle driving information.

도 6 은 본 발명에 따른 교통 시설물과 차량 간 거리 차이에 따른 교통 시설물의 모습에 대한 일실시예 설명도이다.6 is a diagram illustrating an embodiment of a traffic facility according to a distance difference between the traffic facility and the vehicle according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 정보 획득부(11)의 영상 촬영부(112)(차량에 장착된 비디오 카메라 등)를 통해 촬영된 영상에 나타나는 교통 시설물은 차량이 교통 시설물에 근접할수록 영상에서 교통 시설물이 좌/우 사분면으로 급속히 이탈되어 보인다.As shown in FIG. 6, the traffic facilities appearing in the image photographed by the image capturing unit 112 (such as a video camera mounted on the vehicle) of the information acquisition unit 11 are more closely related to the traffic facilities. The facility appears to be rapidly leaving the left / right quadrant.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, 차선 단위까지의 맵 매칭을 통해 GPS 신호의 부정확성을 보완하여 운전자에게 보다 정확하고, 편리한 차량 항법 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.  The present invention as described above has the effect of providing a more accurate and convenient vehicle navigation service to the driver by supplementing the inaccuracy of the GPS signal through the map matching to the lane unit.

Claims (7)

위치정보 수신기와, 카메라와, 교통 시설물 정보를 포함하는 항법 지도 및 주행경로를 제공하는 정보 제공수단을 구비한 항법 시스템에서의 차량 위치 추정 장치에 있어서,A vehicle position estimation apparatus in a navigation system having a location information receiver, a camera, and a navigation map including traffic facility information and information providing means for providing a driving route, 교통 시설물의 픽셀 사이즈별 거리정보와 픽셀 위치별 주행 차선정보를 저장하는 데이터베이스;A database for storing distance information for each pixel size of the traffic facility and driving lane information for each pixel location; 위치정보를 기반으로 상기 항법 지도에서 현재 차량의 위치에 존재하는 교통 시설물의 정보를 제공하기 위한 교통 시설물 정보제공수단;Traffic facility information providing means for providing information of traffic facilities present at the current vehicle location on the navigation map based on location information; 상기 교통 시설물 정보제공수단에서 제공한 교통 시설물 정보를 이용하여 상기 카메라로부터 입력된 영상에서 교통 시설물을 인식하고, 상기 인식한 교통 시설물의 영상상의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출하기 위한 교통 시설물 인식수단;Traffic facility recognition means for recognizing a traffic facility from an image input from the camera by using the traffic facility information provided by the traffic facility information providing means, and extracting a pixel size and a location of an image of the recognized traffic facility; 상기 교통 시설물 인식수단에서 인식한 교통 시설물의 영상상의 픽셀 사이즈 및 위치, 상기 데이터베이스의 교통 시설물의 픽셀 사이즈별 거리정보를 이용하여 영상상의 교통 시설물과 차량 간의 실제 거리를 추출하기 위한 거리추출수단; 및Distance extracting means for extracting an actual distance between the traffic facility on the image and the vehicle by using the pixel size and location on the image of the traffic facility recognized by the traffic facility recognition means and the distance information for each pixel size of the traffic facility in the database; And 상기 거리추출수단에서 추출한 교통 시설물과 차량 간 거리정보를 현재 위치의 영상에 반영하여 차량의 위치를 추정하기 위한 차량위치추정수단Vehicle location estimation means for estimating the location of the vehicle by reflecting the distance information between the traffic facility and the vehicle extracted by the distance extraction means in the image of the current location 을 포함하는 차량 위치 추정 장치.Vehicle location estimation device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 거리추출수단은,The distance extraction means, 상기 데이터베이스에 저장된 교통 시설물의 픽셀 사이즈 대 거리 정보와 상기 교통 시설물 인식수단에 의해 인식된 교통 시설물의 픽셀 사이즈를 비교하여 영상상의 교통 시설물과 차량의 실제 거리를 추출하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 장치.A vehicle location estimating device comprising extracting the actual distance between the traffic facility and the vehicle on the image by comparing the pixel size versus distance information of the traffic facility stored in the database and the pixel size of the traffic facility recognized by the traffic facility recognition means. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 카메라로부터 입력된 영상에서 차선 및 차선의 변경을 인식하기 위한 차선인식수단; 및Lane recognition means for recognizing a lane and a change of lane in an image input from the camera; And 상기 데이터베이스에 저장된 교통 시설물의 픽셀 위치별 주행 차선정보와 상기 차선인식수단에 의해 인식된 차선의 변경정보를 기반으로 차선을 보정하기 위한 차선보정수단을 더 포함하되,Lane correction means for correcting the lane based on the driving lane information for each pixel location of the traffic facilities stored in the database and the change information of the lane recognized by the lane recognition means, 상기 차량위치추정수단은,The vehicle position estimation means, 상기 거리추출수단에서 추출한 교통 시설물과 차량 간 거리정보와 상기 차선보정수단에서 보정한 차선정보를 상기 정보 제공수단으로부터 입력된 현재 위치의 영상에 반영하여 차량의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 장치.Vehicle position, characterized in that for estimating the position of the vehicle by reflecting the distance information between the traffic facilities and the vehicle extracted by the distance extraction means and the lane information corrected by the lane correction means to the image of the current position input from the information providing means Estimation device. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 차선 인식수단은,The lane recognition means, 차량과 차선이 이루는 각도의 변화를 판단하여 차선의 변경을 인식하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 장치.And determining the change of the angle formed by the vehicle and the lane to recognize the change of the lane. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 차선보정수단은,The lane correction means, 상기 데이터베이스에 저장된 교통 시설물의 픽셀 위치별 주행 차선정보와 상기 교통 시설물 인식수단에 의해 추출된 영상상의 교통 시설물의 위치를 비교하고, 상기 차선인식수단으로부터 수신한 차선 변경에 대한 정보를 기반으로 차선을 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 장치.The driving lane information for each pixel location of the traffic facility stored in the database is compared with the location of the traffic facility on the image extracted by the traffic facility recognition unit, and the lane is based on the lane change information received from the lane recognition unit. Vehicle position estimation device, characterized in that for correcting. 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 이용한 차량 위치 추정 방법에 있어서,In the vehicle position estimation method using the pixel size and position of the traffic facilities on the image, 차량에 장착된 비디오 카메라를 통해 현재 위치의 영상을 촬영하고, 촬영된 현재 위치의 영상에서 교통 시설물을 인식하는 단계;Photographing an image of a current location through a video camera mounted on a vehicle, and recognizing a traffic facility in the captured current location image; 상기 인식된 교통 시설물과 기 저장되어 있는 교통 시설물 정보를 비교하여 교통 시설물의 종류를 판단하고, 영상상의 교통 시설물의 픽셀 사이즈 및 위치를 추출하는 단계;Comparing the recognized traffic facilities with previously stored traffic facility information to determine a type of traffic facility, and extracting a pixel size and a location of the traffic facility on the image; 상기 추출된 교통 시설물의 픽셀 사이즈를 기 저장되어 있는 교통 시설물의 픽셀 사이즈 대 거리정보와 비교하여 교통 시설물과 차량 간 거리를 추출하는 단계; 및Extracting a distance between the traffic facility and the vehicle by comparing the extracted pixel size of the traffic facility with previously stored pixel size vs. distance information of the traffic facility; And 상기 추출된 교통 시설물과 차량 간 거리정보를 상기 차량의 위성 수신 상태 및 차량의 주행정보에 반영하여 차량의 위치를 추정하는 위치 추정단계Location estimation step of estimating the location of the vehicle by reflecting the extracted distance between the traffic facility and the vehicle in the satellite reception state of the vehicle and the driving information of the vehicle 를 포함하는 차량 위치 추정 방법.Vehicle location estimation method comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 추출된 교통 시설물의 위치를 기 저장되어 있는 픽셀 위치별 주행 차선 정보와 비교하고, 비교 순간의 차선 변경에 대한 정보를 기반으로 차선을 보정하는 단계를 더 포함하되,Comparing the location of the extracted traffic facilities with the pre-stored driving lane information for each pixel position, and correcting the lane based on the information on the lane change at the moment of comparison, 상기 위치 추정단계는,The location estimation step, 상기 추출된 교통 시설물과 차량의 거리 정보 및 상기 보정된 차선정보를 상기 차량의 위성 수신 상태 및 차량의 주행 정보에 반영하여 차량의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.And estimating the location of the vehicle by reflecting the extracted traffic facility and distance information of the vehicle and the corrected lane information to the satellite reception state of the vehicle and driving information of the vehicle.
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