KR101671993B1 - Safety system for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 안전 시스템에 대한 것으로서, 특히 선행 차량과의 추돌을 방지하고 교통신호등의 색상을 감지하여 사용자에게 경고하며 사용자 차량 주변의 물체와의 충돌을 방지하는 차량 안전 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광의 세기를 기반으로 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 산출하여 선행 차량과의 추돌을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상을 감지하고 이를 사용자에게 환기시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상이 적색일 경우, 사용자 차량을 정지시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자 차량 주변의 영상과 적외선 센서로부터 사용자 차량 주변 물체와 사용자 차량간의 거리를 연산하고 일정거리 이내일 경우 차량을 정지시켜 사용자 차량과 물체와의 충돌을 방지할 수 있다.The present invention relates to a vehicle safety system, and more particularly, to a vehicle safety system that prevents a collision with a preceding vehicle and warns a user by detecting a color of a traffic light and prevents collision with an object around the user's vehicle. The present invention can prevent the collision with the preceding vehicle by calculating the distance between the preceding vehicle and the user vehicle based on the intensity of light emitted from the tail lamp of the preceding vehicle. In addition, the present invention can detect a color of a traffic signal light in front of a user vehicle and ventilate the traffic light to the user, thereby enhancing the safety of the user. In addition, according to the present invention, when the color of the traffic signal light in front of the user vehicle is red, the user vehicle can be stopped to secure the safety of the user. In addition, the present invention can calculate the distance between the user's vehicle and the user's vehicle from the image around the user's vehicle and the infrared sensor, and stop the vehicle when the distance is within a certain distance, thereby preventing the user's vehicle from colliding with the object.
Description
본 발명은 차량 안전 시스템에 대한 것으로서, 특히 선행 차량과의 추돌을 방지하고 교통신호등의 색상을 감지하여 사용자에게 경고하며 사용자 차량 주변의 물체와의 충돌을 방지하는 차량 안전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle safety system, and more particularly, to a vehicle safety system that prevents a collision with a preceding vehicle and warns a user by detecting a color of a traffic light and prevents collision with an object around the user's vehicle.
궁극적으로 가장 안전한 차량은 인간의 조작 실수 혹은 태만에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 자율주행 자동차(autonomous vehicle) 혹은 무인자동차 (driverless vehicle)이다. 무인 자동차는 운전자의 조작 없이 자동차 스스로 주행환경을 인식하여 목표지점까지 운행할 수 있는 자동차로써 로봇 및 컴퓨터공학, GPS, 정밀 센서, 전자제어 등 첨단 기술의 발전에 힘입어 그에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있는 중이다. 최근에는 운전자가 부재 상황 혹은 부주의 시의 돌발사고 방지를 위하여 차량에 여러 지능형 센서들을 장착하는 추세를 보이고 있다. 카메라를 이용한 영상처리, 초음파 sensor를 사용한 앞차와의 거리 유지, 그리고 충돌방지를 위한 radar sensor를 장착하는 등 차량은 좀 더 사람의 감각기능처럼 동작하도록 발전하고 있다. 무인 자율 주행 시스템의 가장 큰 주안점은 안전이다. 이 시스템이 사용자에게 어느 정도의 안전을 제공하느냐에 따라 무인자동차의 성공이 달려 있다고 할 수 있다. Volvo는 적외선 sensor를 이용한 "City Safety" 시스템을 도입하여 저속 주행 시의 차량 간 충돌 방지를 도모하였다. Daimler AG(다임러그룹)은 차량 내부의 camera, radar 등의 sensor를 활용하여 운전자의 별다른 조작 없이 100km 거리를 달리도록 하는 실험에 성공했다고 밝혔다.Ultimately, the safest vehicle is an autonomous vehicle or a driverless vehicle that can prevent man-made mistakes or negligent accidents. Unmanned automobiles are automobiles that can recognize the driving environment and operate to the target point without the driver's operation. As a result of the development of advanced technologies such as robotics, computer engineering, GPS, precision sensors and electronic control, There is. Recently, there has been a tendency for the driver to install various intelligent sensors in the vehicle in order to prevent incidents in case of absence or carelessness. The car is developing to work more like a human sensory function, such as image processing using a camera, distance maintenance with an ultrasonic sensor, and a radar sensor to prevent collision. The most important point of the unmanned autonomous navigation system is safety. The success of an unmanned vehicle depends on how much safety the system provides to the user. Volvo introduced a "City Safety" system using an infrared sensor to prevent vehicle collision at low speeds. Daimler AG said Daimler AG has succeeded in experimenting with a camera, a radar, and other sensors inside the vehicle, so that it can run a distance of 100km without any operator intervention.
하지만, 현재 이러한 기술들은 실험 단계에 있거나 실질적으로 적용하기에는 안전성이 높지 않아, 사용자에게 보다 높은 안정성을 제공할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.However, currently, these technologies are not in the experimental stage or are not very safe to be practically applied, and a system that can provide users with higher stability is required.
본 발명의 목적은 외부 요인으로부터 차량의 안전을 보장할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a vehicle safety system capable of ensuring the safety of a vehicle from external factors.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광을 수광하며 사용자 차량에 구비된 수광 모듈과, 상기 수광 모듈에서 수광된 광의 세기로부터 상기 선행 차량과 상기 사용자 차량 간의 거리를 연산하는 추돌 방지 거리 연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting module for a vehicle, comprising: a light receiving module for receiving light emitted from a tail lamp of a preceding vehicle and provided in a user vehicle; And a collision avoidance distance calculating module that calculates a collision avoidance distance calculating module.
상기 수광 모듈은 포토 다이오드를 포함하며, 상기 포토 다이오드 상에는 콜리메이트 렌즈가 구비된다.The light receiving module includes a photodiode, and a collimator lens is provided on the photodiode.
상기 수광 모듈에서 수광된 광의 세기에 의해 연산된 선행 차량과 사용자 차량간의 거리()는 이며, 상기 는 상기 수광 모듈의 센서값이다.The distance between the preceding vehicle and the user vehicle calculated by the intensity of the light received by the light receiving module ) , And Is a sensor value of the light receiving module.
상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따라 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 제어 모듈을 포함한다. 상기 차량 제어 모듈은, 상기 사용자로부터 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 입력받는 속도 설정 모듈과, 상기 속도 설정 모듈에서 입력받은 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 저장하는 거리 정보 테이블, 및 상기 추돌 방지 거리 연산 모듈에서 연산된 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 상기 거리 정보 테이블과 매칭시켜 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 속도 제어 모듈을 포함한다.And a vehicle control module for controlling the speed of the user vehicle according to the distance between the preceding vehicle and the user vehicle. The vehicle control module may further include a speed setting module that receives a user vehicle speed according to a distance between the preceding vehicle and the user vehicle from the user and a speed setting module that sets a user vehicle speed according to a distance between the preceding vehicle and the user vehicle, And a vehicle speed control module for controlling the speed of the user vehicle by matching the distance between the preceding vehicle and the user vehicle calculated by the collision avoidance distance calculation module with the distance information table.
상기 사용자 차량의 전방에 위치한 교통신호등의 점등 색상을 감지하는 교통신호등 감지 모듈을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 교통신호등 감지 모듈은, 상기 사용자 차량의 전방 영상 정보를 획득하는 교통신호등 감지 카메라 모듈과, 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등을 탐색하고 탐색된 교통신호등의 색상을 감지하는 색상 감지 모듈을 포함한다.And a traffic signal light sensing module for sensing a lighting color of a traffic signal located in front of the user vehicle. Here, the traffic light detection module may include a traffic signal light camera module for acquiring the front image information of the user vehicle, and a traffic signal lamp for searching the traffic light from the image information acquired from the traffic signal light sensor camera module, Sensing color sensing module.
상기 색상 감지 모듈은 상기 교통신호등의 색상을 범위로 설정하고, 상기 색상 감지 모듈에서 감지되는 일정 범위의 색상은 하나의 색상으로 결정한다. 상기 교통신호등 감지 모듈은 감지된 색상을 사용자에게 표시하는 색상 표시 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 색상 표시 모듈은 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등 색상영역을 표시한다.The color detection module sets the color of the traffic signal light to a range and determines a certain range of colors detected by the color sensing module as one color. The traffic signal light sensing module may further include a color display module for displaying the detected color to a user. The color display module displays a traffic signal light color area in the image information obtained from the traffic signal light sensing camera module.
상기 차량 속도 제어 모듈은, 상기 색상 감지 모듈이 감지한 교통신호등의 색상이 적색이며, 해당 교통신호등과 사용자 차량간의 거리가 일정거리 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시킨다.The vehicle speed control module stops the user vehicle when the color of the traffic signal detected by the color sensing module is red and the distance between the traffic light and the user vehicle is within a predetermined distance.
또한, 본 발명은 상기 사용자 차량 주변의 물체를 감지하는 주변 감시 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 주변 감시 모듈은, 상기 사용자 차량의 주변으로부터 영상을 획득하는 주변 감시 카메라 모듈과, 상기 사용자 차량의 주변에 위치한 물체를 탐지하는 주변 감시 센서 모듈, 및 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상과 상기 주변 감시 센서 모듈에서 획득된 센서값을 기반으로 상기 사용자 차량과 물체와의 거리를 연산하는 주변 거리 연산 모듈을 포함한다.The peripheral surveillance module may further include a peripheral surveillance camera module for acquiring an image from the periphery of the user vehicle, A peripheral surveillance sensor module for detecting an object located in the vicinity of the user, and a peripheral distance calculation unit for calculating a distance between the user vehicle and the object based on the image acquired from the peripheral surveillance camera module and the sensor value acquired from the peripheral surveillance sensor module, Module.
상기 주변 거리 연산 모듈은 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상에 블록들을 이용하여 화면 전체를 크기 별로 탐색하여 영역들의 밝기 차이로 구분하여 학습한 후, AdaBoost 알고리즘을 이용하여 가중치를 부여하고 약분류기들을 결합해 강한 분류기를 생성한다. 상기 주변 거리 연산 모듈에서 상기 주변 감시 카메라 모듈과 물체간의 거리()는 이며, 상기 는 물체가 인식된 사각형의 넓이이다.The peripheral distance computing module searches blocks of the image obtained from the peripheral surveillance camera module by size, divides them into brightness differences of the areas, classifies them using the AdaBoost algorithm, assigns weights to the classifiers, Combines to generate strong classifiers. The distance between the peripheral surveillance camera module and the object ) , And Is the width of the rectangle in which the object is recognized.
상기 차량 속도 제어 모듈은, 상기 주변 거리 연산 모듈이 감지한 물체와 사용자 차량간의 거리가 일정범위 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시킨다.The vehicle speed control module stops the user vehicle when the distance between the object detected by the peripheral distance computing module and the user vehicle is within a certain range.
본 발명은 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광의 세기를 기반으로 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 산출하여 선행 차량과의 추돌을 방지할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.The present invention can provide a vehicle safety system capable of preventing a collision with a preceding vehicle by calculating the distance between the preceding vehicle and the user vehicle based on the intensity of light emitted from the tail lamp of the preceding vehicle.
또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상을 감지하고 이를 사용자에게 환기시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a vehicle safety system capable of sensing the color of a traffic signal light in front of a user vehicle and ventilating it to a user to secure the safety of the user.
또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상이 적색일 경우, 사용자 차량을 정지시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.Further, the present invention can provide a vehicle safety system capable of stopping the user vehicle and assuring the safety of the user when the color of the traffic signal light in front of the user vehicle is red.
또한, 본 발명은 사용자 차량 주변의 영상과 적외선 센서로부터 사용자 차량 주변 물체와 사용자 차량간의 거리를 연산하고 일정거리 이내일 경우 차량을 정지시켜 사용자 차량과 물체와의 충돌을 방지할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.The present invention also relates to a vehicle safety system capable of calculating a distance between an image of a user's vehicle and an object near the user's vehicle from an infrared sensor and stopping the vehicle when the distance is within a predetermined distance, Can be provided.
도 1은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 하드웨어 블록 다이어그램.
도 3은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에 적용된 포토 다이오드의 개략 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 센서값에 따른 선행 차량과 사용자 차량간의 거리 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 실험 환경을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 LED 개수에 따른 측정가능 범위를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 색상 표시 모듈을 표시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 주변 거리 연산 모듈의 거리 연산 알고리즘 개념도.
도 9는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 사용자 차량의 우회전 시 사람 검출 및 거리 연산 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 인식영역에 따른 거리값 측정 그래프.1 is a block diagram of a vehicle safety system in accordance with the present invention;
2 is a hardware block diagram of a vehicle safety system according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a photodiode applied to a vehicle safety system according to the present invention.
4 is a graph of a distance between a preceding vehicle and a user vehicle according to sensor values in a vehicle safety system according to the present invention.
5 shows an experimental environment of a vehicle safety system according to the present invention.
6 is a graph showing a measurable range according to the number of LEDs in a vehicle safety system according to the present invention.
7 shows a color display module in a vehicle safety system according to the present invention.
8 is a conceptual diagram of the distance calculation algorithm of the peripheral distance calculation module in the vehicle safety system according to the present invention.
9 is a diagram illustrating an example of distance detection and human detection when a user vehicle makes a right turn in the vehicle safety system according to the present invention.
10 is a graph of a distance value measurement according to a recognition area in a vehicle safety system according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 하드웨어 블록 다이어그램이다.FIG. 1 is a block diagram of a vehicle safety system according to the present invention, and FIG. 2 is a hardware block diagram of a vehicle safety system according to the present invention.
본 발명에 따른 차량 안전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 선행 차량과 사용자 차량의 거리를 연산하는 추돌방지 모듈(100)과, 교통신호등의 색상을 감지하는 교통신호등 감지 모듈(200), 사용자 차량의 주변 물체를 감지하는 주변 감시 모듈(300) 및, 추돌방지 모듈(100)과 교통신호등 감지 모듈(200) 및 주변 감시 모듈(300) 중 적어도 어느 하나에서 수집된 정보를 기반으로 사용자 차량을 제어하는 차량 제어 모듈(400)을 포함한다. 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 사용자 차량의 외부에 장착된 포토 다이오드 센서값이 차량의 MCU(Micro Controller Unit)로 전송되고, MCU에서는 이를 거리로 환산한 뒤 블루투스 통신을 통해 스마트폰으로 전송한다. 스마트폰 자체에 내장된 카메라와 OTG(On The Go)Cable로 연결되어있는 Dual UCV Camera의 영상정보는 스마트폰의 AP(Application Processor, 여기서는 Nvidia사의 Tegra 3 T30L사용)으로 전송되며 MCU와 AP로 들어오는 값들을 종합적으로 처리하여 위험사항에 대해 경고를 하도록 구성되어 있다.1, a vehicle safety system according to the present invention includes a
추돌 방지 모듈은 선행 차량의 테일램프에서 조사되는 광으로 해당 선행 차량과의 거리를 연산하여 추돌을 방지한다. 이를 위해서 추돌 방지 모듈은 추돌 방지 센서 모듈(110)과 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)을 포함한다.The collision avoidance module calculates the distance from the preceding vehicle to the light irradiated from the tail lamp of the preceding vehicle to prevent collision. To this end, the collision avoidance module includes a collision
추돌 방지 센서 모듈(110)은 선행 차량과의 거리를 연산하기 위한 정보를 수집하기 위한 것으로서, 선행 차량의 테일램프에서 조사되는 광을 수광하는 수광 모듈을 포함한다.The collision
수광 모듈은 포토 다이오드(photo diode)를 포함하며, 선행 차량의 테일램프에서 조사되는 광을 수광한다. 일반적으로 광원으로부터 거리가 멀어질수록 광의 세기는 감소된다. 또한, 포토 다이오드는 광의 세기에 따라 전압이 달라지는 특성을 가지고 있다. 따라서, 포토 다이오드의 아날로그 출력을 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)로 전송하고 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)은 이를 처리한다.The light receiving module includes a photo diode and receives light emitted from the tail lamp of the preceding vehicle. Generally, as the distance from the light source increases, the intensity of light decreases. In addition, the photodiode has characteristics that the voltage varies depending on the intensity of light. Accordingly, the analog output of the photodiode is transmitted to the collision avoidance
도 3은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에 적용된 포토 다이오드의 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a photodiode applied to a vehicle safety system according to the present invention.
또한, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 수광 모듈인 포토 다이오드(110) 상에 콜리메이트 렌즈(Collimate Lens, 112)를 구비하여 수집되는 광의 양을 집중시킬 수 있다. 여기서, 콜리메이트 렌즈는 도 3에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드가 구비된 하부에서 상부로 갈수록 지름이 증가하고 상부면은 평평하며, 하부면에는 기둥형상이며 내부에 포토 다이오드가 구비되는 오목부가 형성되며, 오목부의 상부면은 볼록렌즈 형상이다.In addition, as shown in FIG. 3, the present invention can include a
도 4는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 센서값에 따른 선행 차량과 사용자 차량간의 거리 그래프이다.4 is a graph of the distance between the preceding vehicle and the user vehicle according to the sensor value in the vehicle safety system according to the present invention.
추돌 방지 거리 연산 모듈(120)은 센서 모듈로부터 수집된 정보를 기반으로 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 연산한다. 여기서, 광원과 센서와의 거리(), 즉, 선행 차량과의 거리는 도 4와 같이 나타났으며, 이를 수학식으로 나타내면 아래의 수학식 1과 같다.The collision avoidance
수학식 1에서 는 센서 값이다.In Equation (1) Is the sensor value.
한편, 본 발명에서 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)은 차량의 MCU를 사용할 수 있다.In the present invention, the collision avoidance
도 5는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 실험 환경을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing an experimental environment of a vehicle safety system according to the present invention.
수학식 1의 정확성 및 신뢰성을 확인하기 위해서 본 발명은 도 5와 같은 실험환경을 구성하였다. 선행 차량의 테일 램프인 LED와 사용자 차량의 포토 다이오드 사이의 거리를 20cm에서 100cm로 변화시키며 수학식 1로 계산한 거리를 LCD로 출력하였다. 도 5는 시행된 여러 번의 테스트중 거리가 50cm인 경우이다. 이 경우뿐만 아니라 다른 거리에서 측정된 경우의 결과들도 오차는 크지 않았다. 이는 LED와 포토 다이오드를 이용하여 거리를 계산해 낼 수 있음을 의미한다.In order to confirm the accuracy and reliability of Equation (1), the present invention constitutes an experimental environment as shown in FIG. The distance between the LED which is the tail lamp of the preceding vehicle and the photodiode of the user vehicle is changed from 20 cm to 100 cm and the distance calculated by Equation 1 is outputted to the LCD. FIG. 5 shows a case in which the distance is 50 cm during several tests conducted. In this case as well as the results measured at different distances, the error was not large. This means that the LED and photodiode can be used to calculate the distance.
도 6은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 LED 개수에 따른 측정가능 범위를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing a measurable range according to the number of LEDs in the vehicle safety system according to the present invention.
실제 차량에 적용하기 위해서는 측정 가능한 범위가 어느 정도 보장되어야 할 것이다. 도 6을 참조하면, 사용된 LED 개수가 많을수록 측정거리 또한 늘어나는 것을 보여주고 있다. 또한, 도출된 그래프 모두 지수형 그래프꼴을 보이고 있으므로 여러개의 LED를 통해 측정 가능한 거리 확장이 가능 하다는 것을 보여주고 있다. In order to be applied to a real vehicle, a measurable range should be guaranteed to some extent. Referring to FIG. 6, the larger the number of LEDs used, the greater the measurement distance. In addition, since all of the derived graphs show an exponential graph, it shows that it is possible to extend the measurable distance through several LEDs.
차량 제어 모듈(400)은 거리 연산 모듈에서 연산된 선행 차량과의 거리를 기반으로 사용자 차량을 제어한다. 이러한 차량 제어 모듈(400)은 속도 설정 모듈과, 거리 정보 테이블, 차량 속도 제어 모듈을 포함한다.The
속도 설정 모듈은 사용자로부터 선행 차량과의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 입력받아 설정한다. 즉, 선행 차량과의 거리에 따라 사용자 차량의 속도를 정의한다. 예를 들어, 사용자 차량과 선행 차량과의 거리가 50미터~70미터 일 경우 사용자 차량의 속도는 시속 50Km가 되도록 설정하고, 사용자 차량과 선행 차량과의 거리가 30미터~50미터 일 경우 사용자 차량의 속도는 시속 30km가 되도록 설정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 사용자 차량과 선행 차량과의 거리가 10미터 이내일 경우 사용자 차량의 속도는 시속 0Km, 즉, 긴급 정지를 하도록 설정할 수 있다. 물론, 긴급 정지 시 후방 차량의 주의를 환기시키기 위해서 비상등이 점멸되도록 하는 것이 바람직하다.The speed setting module receives and sets the user vehicle speed according to the distance from the user to the preceding vehicle. That is, the speed of the user vehicle is defined according to the distance from the preceding vehicle. For example, when the distance between the user vehicle and the preceding vehicle is 50 meters to 70 meters, the speed of the user vehicle is set to 50 kilometers per hour. When the distance between the user vehicle and the preceding vehicle is 30 meters to 50 meters, The speed can be set to be 30 km / h. Further, for example, when the distance between the user vehicle and the preceding vehicle is within 10 meters, the speed of the user vehicle can be set to 0 Km per hour, that is, an emergency stop. Of course, it is preferable that the emergency light flashes in order to call attention of the rear vehicle at the time of emergency stop.
거리 정보 테이블은 속도 설정 모듈에서 설정된 사용자 차량과 선행 차량과의 거리에 따른 사용자 차량의 속도를 저장한다.The distance information table stores the speed of the user vehicle according to the distance between the user vehicle and the preceding vehicle set in the speed setting module.
차량 속도 제어 모듈은 거리 연산 모듈에서 연산된 선행 차량과의 거리를 기반으로 사용자 차량의 속도를 제어한다. 상세하게 차량 속도 제어 모듈은 거리 연산 모듈에서 연산된 선행 차량과의 거리를 거리 정보 테이블에 저장된 사용자 차량과 선행 차량과의 거리에 따른 사용자 차량의 속도와 비교하여 차량 속도를 제어한다.The vehicle speed control module controls the speed of the user vehicle based on the distance from the preceding vehicle calculated in the distance calculation module. In detail, the vehicle speed control module controls the vehicle speed by comparing the distance to the preceding vehicle calculated in the distance calculation module with the speed of the user vehicle according to the distance between the user vehicle and the preceding vehicle stored in the distance information table.
교통신호등 감지 모듈(200)은 교통신호등을 감지하여 감지된 교통신호등의 색상을 기반으로 사용자 차량을 제어한다. 이에 따라, 교통신호등 감지 모듈(200)은 교통신호등을 감지하는 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)과, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)에서 감지된 교통신호등의 색상을 감지하는 색상 감지 모듈(220)을 포함한다.The traffic
교통신호등 감지 카메라 모듈(210)은 차량의 전방으로부터 영상 정보를 수집한다.The traffic signal light
색상 감지 모듈(220)은 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)에서 수집된 영상 정보에서 교통신호등을 감지하고 감지된 교통신호등의 색상을 감별한다. 이를 위해서 색상 감지 모듈(220)은 색상이 미리 저장된 색상 테이블로부터 교통신호등의 색상을 감별한다. 색상 테이블에는 색상 감지 모듈(220)이 감별한 색상의 범위에 대한 최종 색상값이 저장된다. 이에 따라서, 서로 일정하지 않은 교통신호등의 색상을 범위로 설정하여 색상 감지 모듈(220)에서 감지되는 일정 범위의 색상은 모두 하나의 색상으로 결정한다.The
또한, 본 발명에 따른 교통신호등 감지 모듈(200)은 감지된 색상을 사용자에게 표시하는 색상 표시 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the traffic signal
도 7은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 색상 표시 모듈을 표시한 것이다.7 shows a color display module in a vehicle safety system according to the present invention.
색상 표시 모듈은 교통신호등 감지 모듈(200)이 영상 정보로부터 최종적인 교통신호등 색상을 감지한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 교통신호등 색상을 사용자에게 표시한다. 이때, 색상 표시 모듈은 임의적으로 색상을 생성하여 표시하는 것이 아니라, 획득된 영상 정보로부터 교통신호등 색상영역을 표시한다. 또한, 표시된 교통신호등 색상영역은 사용자의 주의를 환기시키기 위해서 깜박이는 것이 효과적이다. 본 발명에서 색상 표시 모듈이 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)이 획득한 영상 정보에서 교통신호등 색상영역만을 표시하는 것은 사용자가 교통신호등 색상을 최종적으로 확인하기 위한 것이다.The color display module displays the traffic light color to the user as shown in FIG. 7 after the traffic
또한, 본 발명은 사용자 차량과 교통신호등과의 거리를 연산하는 교통신호등 거리 연산 모듈을 포함한다. 여기서, 교통신호등 거리 연산 모듈은 획득된 영상 정보로부터 교통신호등이 탐지되면 탐지된 교통신호등과 사용자 차량과의 거리를 연산한다. 또한, 전술된 차량 속도 제어 모듈은 색상 감지 모듈(220)에서 교통신호등이 적색으로 판별되고 교통신호등 거리 연산 모듈에서 교통신호등과 사용자 차량간의 거리가 일정거리 이내일 경우 사용자 차량을 정지시킬 수 있다. 물론, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)에서 교통신호등의 색상이 탐지되었다는 것은 해당 교통신호등과 사용자 차량이 근접해 있다는 것이므로, 본 발명은 교통신호등 거리 연산 모듈을 생략하고 색상 감지 모듈(220)이 교통신호등의 색상을 적색으로 판단하면 차량 속도 제어 모듈이 사용자 차량을 정지시킬 수도 있다.In addition, the present invention includes a traffic signal light distance calculating module for calculating a distance between a user vehicle and a traffic light. Here, the traffic signal light distance calculating module calculates the distance between the detected traffic light and the user vehicle when the traffic light is detected from the acquired image information. The vehicle speed control module may stop the user vehicle when the traffic light is determined to be red in the
한편, 본 실시예는 교통신호등 감지 모듈(200)로 스마트폰을 이용한다. 이에 따라서, 전술된 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)은 스마트폰의 후방에 구비된 카메라를 이용하며, 색상 감지 모듈(220)은 스마트폰에 어플리케이션의 형태로 구비되는 것을 예시한다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 교통신호등 감지 모듈(200)이 별도의 스마트폰에 구비되지 않고 차량에 내장(예를 들어, MCU)될 수도 있다.Meanwhile, the present embodiment uses a smartphone as the traffic signal
주변 감시 모듈(300)은 차량 회전 시 주변을 감시하기 위한 것으로서, 차량의 주변으로부터 영상 정보를 수집하는 주변 감시 카메라 모듈(310)과, 차량 주변의 물체를 감지하는 주변 감시 센서 모듈(320) 및 수집된 정보를 기반으로 사용자 차량과의 거리를 연산하는 주변 거리 연산 모듈(330)을 포함한다.The
주변 감시 카메라 모듈(310)은 차량의 주변으로부터 영상 정보를 수집하며, 본 실시예에서는 주변 감시 카메라 모듈(310)로 차량 외장에 설치된 두 대의 UVC 카메라를 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 주변 감시 카메라 모듈(310)로 전술된 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)을 이용할 수도 있다. 물론, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)만으로는 사용자 차량의 주변을 감시하는데 한계가 있으므로, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)과 UCV 카메라를 함께 사용하는 것이 효과적이다.The peripheral
주변 감시 센서 모듈(320)은 주변 감시 카메라 모듈(310)과 함께 차량 주변의 물체를 감지하기 위한 것으로서, 적외선 센서를 포함한다. 여기서, 주변 감시 센서 모듈(320) 역시 전술된 추돌 방지 센서 모듈(110)을 이용할 수도 있다.The peripheral
도 8은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 주변 거리 연산 모듈(330)의 거리 연산 알고리즘 개념도이다.8 is a conceptual diagram of a distance calculation algorithm of the peripheral
주변 거리 연산 모듈(330)은 주변 감시 카메라 모듈(310)에서 획득된 영상 정보와 주변 감시 센서 모듈(320)에서 획득된 정보를 기반으로 사용자 차량과의 거리를 연산한다. 본 발명에서는 주변 감시를 위해서 획득된 영상에서 얼굴을 검출한다. 얼굴 검출 과정은 도 8에 도시된 바와 같이, 블록들을 이용하여 화면 전체를 크기 별로 탐색하여 영역들의 밝기 차이로 구분하여 학습한다. 이후, AdaBoost 알고리즘을 이용하여 가중치를 부여하고 약분류기들을 결합해 강한 분류기를 생성한다. 본 발명은 이러한 방법으로 짧은 시간 안에 데이터 수집이 가능하여 동영상에서 유용성이 아주 뛰어나다.The peripheral
도 9는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 사용자 차량의 우회전 시 사람 검출 및 거리 연산 예시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 인식영역에 따른 거리값 측정 그래프이다.FIG. 9 is a view illustrating an example of a person detection and a distance calculation when a user vehicle makes a right turn in the vehicle safety system according to the present invention, and FIG. 10 is a graph illustrating a distance value measurement according to a recognition area in the vehicle safety system according to the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 사용자 차량 주변의 물체를 검출하고 거리를 산출하며 이를 이용하여 사전에 만들어놓은 데이터를 토대로 인식된 사람을 거리에 따라 구분할 수 있어 경고 메시지를 통해 운전자에게 주의를 환기시킬 수 있다.As shown in FIG. 9, the present invention detects an object around a user vehicle, calculates a distance, and uses the data to divide a recognized person into distances based on previously created data. Thus, Can be ventilated.
도 9에서 인식된 사람의 왼쪽 상부의 값과 오른쪽 하부의 좌표를 이용하여 검출된 영역의 넓이와 물체와 카메라 간의 거리를 아래의 수학식 2로 나타내었다.The width of the detected region and the distance between the object and the camera using the value of the upper left portion of the person recognized in FIG. 9 and the coordinates of the lower right portion are expressed by Equation (2) below.
수학식 2에서 는 사람과 카메라 간의 거리이며, 는 사람이 인식된 사각형의 넓이이다. 수학식 2를 이용하여 도 10과 같이 거리와 사각형 넓이와의 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있었다.In Equation 2, Is the distance between the person and the camera, Is the width of the rectangle in which the person is recognized. Using Equation (2), a reliable result of the distance and the square width can be obtained as shown in FIG.
도 10을 참조하면, 거리에 따른 탐지 영역의 평균 넓이가 선형적인 결과에서 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이는 이 기능을 이용하여 카메라와 물체 사이의 거리 측정이 가능하고 이 정보를 가공하여 운전자에게 차량 주변, 특히 사각지대의 정보를 효과적으로 전달할 수 있다. 또한, 사용자 차량과 물체와의 거리가 일정범위 이내가 되면 전술된 차량 속도 제어 모듈은 차량을 정지시키는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 10, it can be seen that there is no large difference in the average results of the detection areas according to the distance in the linear result. Using this function, it is possible to measure the distance between the camera and the object, and by processing this information, it is possible to effectively inform the driver about the surroundings of the vehicle, especially the blind spot. In addition, when the distance between the user vehicle and the object is within a certain range, it is preferable that the vehicle speed control module described above stops the vehicle.
본 발명은 접근하는 물체의 거리에 따른 경고 시스템으로 구현하였지만 이러한 정보를 바탕으로 궁극적으로 위험 상황을 인지하여 차량의 속도를 제어할 수 있어야 할 것이다.Although the present invention is implemented as a warning system according to the distance of an approaching object, based on such information, it is ultimately necessary to be able to control the speed of the vehicle by recognizing a dangerous situation.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. You will understand.
100: 추돌방지 모듈 110: 추돌 방지 센서 모듈
111: 포토 다이오드 112: 콜리메이트 렌즈
120: 추돌 방지 거리 연산 모듈 200: 교통신호등 감지 모듈
210: 교통신호등 감지 카메라 모듈 220: 색상 감지 모듈
300: 주변 감시 모듈 310: 주변 감시 카메라 모듈
320: 주변 감시 센서 모듈 330: 주변 거리 연산 모듈
400: 차량 제어 모듈100: collision prevention module 110: collision prevention sensor module
111: photodiode 112: collimate lens
120: Collision avoidance distance calculation module 200: Traffic light detection module
210: Traffic light detection camera module 220: Color detection module
300: peripheral surveillance module 310: peripheral surveillance camera module
320: Surveillance sensor module 330: Surrounding distance calculation module
400: vehicle control module
Claims (16)
상기 포토 다이오드에서 수광된 광의 세기로부터 상기 선행 차량과 상기 사용자 차량 간의 거리를 연산하는 추돌 방지 거리 연산 모듈,
상기 사용자로부터 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 입력받는 속도 설정 모듈과, 상기 속도 설정 모듈에서 입력받은 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 저장하는 거리 정보 테이블, 및 상기 추돌 방지 거리 연산 모듈에서 연산된 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 상기 거리 정보 테이블과 매칭시켜 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 속도 제어 모듈을 포함하는 차량 제어 모듈,
상기 사용자 차량의 전방 영상 정보를 획득하는 교통신호등 감지 카메라 모듈과, 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등을 탐색하고 탐색된 교통신호등의 색상을 감지하는 색상 감지 모듈을 포함하는 교통신호등 감지 모듈,
감지된 색상을 사용자에게 표시하는 색상 표시 모듈,
상기 사용자 차량의 주변으로부터 영상을 획득하는 주변 감시 카메라 모듈과, 상기 사용자 차량의 주변에 위치한 물체를 탐지하는 주변 감시 센서 모듈, 및 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상과 상기 주변 감시 센서 모듈에서 획득된 센서값을 기반으로 상기 사용자 차량과 물체와의 거리를 연산하는 주변 거리 연산 모듈을 포함하는 주변 감시 모듈,
상기 포토 다이오드가 구비된 하부에서 상부로 갈수록 지름이 증가하고 상부면은 평평하며, 하부면에는 기둥형상이며 내부에 상기 포토 다이오드가 구비되는 오목부가 형성되며, 오목부의 상부면은 볼록렌즈 형상인 콜리메이트 렌즈를 포함하고,
상기 색상 감지 모듈은 상기 교통신호등의 색상을 범위로 설정하고, 상기 색상 감지 모듈에서 감지되는 일정 범위의 색상은 하나의 색상으로 결정하며,
상기 색상 표시 모듈은 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등 색상영역을 디스플레이하고,
상기 차량 속도 제어 모듈은 상기 색상 감지 모듈이 감지한 교통신호등의 색상이 적색이며, 해당 교통신호등과 사용자 차량간의 거리가 일정거리 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시키며 비상등을 점멸하고, 상기 주변 거리 연산 모듈이 감지한 물체와 사용자 차량간의 거리가 일정범위 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시키며 비상등을 점멸하며,
상기 주변 거리 연산 모듈은 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상에 블록들을 이용하여 화면 전체를 크기별로 탐색하여 영역들의 밝기 차이로 구분하여 학습한 후, AdaBoost 알고리즘을 이용하여 가중치를 부여하고 약분류기들을 결합해 강한 분류기를 생성하여 상기 영상에서 보행자 얼굴을 검출하고, 보행자 얼굴이 검출된 경우 해당 보행자와 사용자 차량간의 거리가 일정범위 이내일 경우 경고 메시지를 보내는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.A photodiode for receiving light emitted from the tail lamp of the preceding vehicle and provided in the user vehicle,
A collision avoidance distance calculating module for calculating a distance between the preceding vehicle and the user vehicle based on the intensity of the light received by the photodiode,
A distance information table for storing the user vehicle speed according to the distance between the preceding vehicle and the user vehicle received from the speed setting module, And a vehicle speed control module for controlling the speed of the user vehicle by matching the distance between the preceding vehicle and the user vehicle calculated by the collision-avoidance distance calculation module with the distance information table,
And a color detection module for detecting a color of the traffic light detected in the search for the traffic light in the image information obtained from the traffic light detection camera module, Traffic light detection module,
A color display module for displaying the detected color to a user,
A peripheral surveillance camera module for acquiring an image from the periphery of the user vehicle; an ambient surveillance sensor module for detecting an object located in the vicinity of the user vehicle; And a peripheral distance calculating module for calculating a distance between the user vehicle and the object based on the sensor value,
A diameter of the photodiode is increased from the lower portion to the upper portion, the upper surface is flat, the lower surface is columnar, the recessed portion having the photodiode is formed therein, and the upper surface of the recessed portion is formed as a convex lens- Mate lens,
Wherein the color detection module sets the color of the traffic signal light to a range, determines a certain range of colors detected by the color sensing module as one color,
Wherein the color display module displays a traffic signal light color area in the image information obtained from the traffic light detection camera module,
Wherein the vehicle speed control module stops the user vehicle and blinks the emergency light when the color of the traffic light detected by the color sensing module is red and the distance between the traffic light and the user vehicle is within a predetermined distance, When the distance between the object detected by the operation module and the user vehicle is within a certain range, the user vehicle is stopped and the emergency light is blinked,
The peripheral distance computing module searches blocks of the image obtained from the peripheral surveillance camera module by size, divides them into brightness differences of the areas, classifies them using the AdaBoost algorithm, assigns weights to the classifiers, And generates a strong classifier to detect a pedestrian face in the image. When a pedestrian face is detected, a warning message is sent when the distance between the pedestrian and the user vehicle is within a certain range.
상기 포토 다이오드에서 수광된 광의 세기에 의해 연산된 선행 차량과 사용자 차량간의 거리()는 이며,
상기 는 상기 포토 다이오드의 센서값인 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.The method according to claim 1,
The distance between the preceding vehicle and the user vehicle calculated by the intensity of the light received by the photodiode ) Lt;
remind Is a sensor value of said photodiode.
상기 주변 거리 연산 모듈에서 상기 주변 감시 카메라 모듈과 물체간의 거리()는 이며,
상기 는 물체가 인식된 사각형의 넓이인 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.The method of claim 3,
The distance between the peripheral surveillance camera module and the object ) Lt;
remind Is an area of the rectangle in which the object is recognized.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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