KR102335987B1 - 차량 주행제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량 주행제어 장치는 자차량 주변의 영상을 획득하는 SVM 카메라와, 상기 획득된 영상을 보정하여 회전영상을 생성하고, 상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하고, 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 제어부 및 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하고, 제어 대상 차량을 전방 주행 차량으로부터 상기 타겟 차량으로 변경하여 상기 자차량의 가감속을 제어하는 속도 자율 제어부를 포함하여, 종래에 전방 레이더 기반 시스템으로 감지할 수 없는 측방, 전방 영역의 타겟 차량을 인식함으로써 속도 자율 제어 시스템의 미동작 및 오동작을 줄일 수 있다.

Description

차량 주행제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVE CONTROLLING OF VEHICLE}

본 발명은 차량 주행제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 카메라를 이용하여 자차 전방으로 끼어드는 차량(cut-in 차량)을 감지할 수 있는 차량 주행제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 차량에는 운전자의 부담을 경감시키고 편의를 증진시키기 위해 차량 상태, 운전자 상태, 주변 환경 정보를 제공하거나 능동적으로 차량을 제어하는 시스템인 ADAS(Advanced Driver Assistance System)가 탑재된다.

차량에 탑재되는 ADAS는 사각지대에서 발생되는 사고 위험을 경고하기 위한 BSD(Blind Spot Detection), 전방차량과의 충돌을 운전자를 포함하는 탑승자에게 경고하기 위한 FWC(Forward Collision Warning System), 전방차량과의 충돌 가능성에 따라 자동으로 감속하기 위한 AEBS(Advanced Emergency Braking System), 선행 차량과의 관계에서 자동으로 가감속하며 자동 주행하기 위한 SCC(Smart Cruise Control), 운전자를 포함하는 탑승자에게 차선 이탈을 경고하기 위한 LDWS(Lane Departure Warning System), 현재 주행 중인 차선의 이탈을 방지하기 위한 LKAS(Lane Keeping Assist System), 및 후방 차량과의 충돌을 운전자를 포함하는 탑승자에게 경고하기 위한 RCW(Rear-end Collision Warning System)를 포함할 수 있다.

이 중 SCC 시스템은 각종 센서를 이용해 전방 차량을 감지하여 전방 차량의 속도와 전방 차량과의 거리를 계산해 운전자가 가속 페달이나 브레이크 페달을 조작하지 않아도 자동으로 차량 가감속을 제어해 전방차량과의 안전 거리를 유지시켜주는 기능을 제공한다. SCC는 레이더를 기반으로 전방 차량을 감지하기 때문에 근거리에서 컷 인(Cut-in)하는 차량에 대한 대응이 늦어지는 한계가 있다. 타겟 차량이 FOV(Field of View)내에 존재하더라도, 저속 또는 정지 타겟에 대하여 대응하는 성능이 부족한 한계가 있다.

본 발명은 상술한 한계점을 극복하기 위한 것으로, 끼어드는 차량(cut-in 차량)을 용이하게 감지할 수 있는 차량 주행제어 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 차량 주행제어 장치는 자차량 주변의 영상을 획득하는 카메라;

상기 획득된 영상을 보정하여 회전영상을 생성하고, 상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하고, 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 제어부; 및

상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지여부를 판단하고, 제어 대상 차량을 전방 주행 차량으로부터 상기 타겟 차량으로 변경하여 상기 자차량의 가감속을 제어하는 속도 자율 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 획득된 영상을 소정 각도 회전시켜 상기 회전영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 회전영상으로부터 상기 자차량 주변 차량에서 타이어를 검출하고, 상기 검출된 타이어를 한 공간에 투영하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 SVM 제어부는 상기 자차량 주변 차량에서 검출된 타이어 중 차량의 물리적 조건을 만족하는 타이어를 상기 유효 타이어로 검출하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차량의 물리적 조건은 상기 검출된 타이어 중 전륜 및 후륜의 축간 거리가 임계범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는 현재 획득된 영상으로부터 검출된 타이어의 위치와, 칼만 필터를 적용하여 소정 시간 이전부터 현재까지 추적되어 검출된 타이어의 위치가 소정 거리 미만이면 서로 융합하여 상기 유효 타이어를 추적하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 자차량과 가장 근접한 거리 내에서 추적된 타이어와 지면이 닿는 점을 상기 타겟 차량의 위치로 검출하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 속도 자율 제어부는 상기 타겟 차량의 전륜과 후륜을 잇는 직선과 상기 자차량의 진행 방향과 평행한 임의의 선이 이루는 각도를 기반으로 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 속도 자율 제어부는 상기 각도가 임계치 이상인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것이 아닌 것으로 판단하고, 상기 각도가 임계치 미만인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량 주행제어 방법은 자차량 주변의 영상을 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상을 보정하여 회전영상을 생성하는 단계와, 상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하는 단계와, 상기 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 단계와, 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것으로 판단한 경우, 제어 대상 차량을 전방 주행 차량으로부터 상기 타겟 차량으로 변경하여 상기 자차량의 가감속을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 획득된 영상을 보정하여 회전영상을 생성하는 단계는 상기 획득된 영상을 소정 각도 회전시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하는 단계는 상기 회전영상으로부터 상기 자차량 주변 차량에서 타이어를 검출하는 단계와, 상기 검출된 타이어를 한 공간에 투영하는 단계 및 상기 검출된 타이어 중 차량의 물리적 조건을 만족하는 타이어를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차량의 물리적 조건은 상기 검출된 타이어 중 전륜 및 후륜의 축간 거리가 임계범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 단계는 현재 획득된 영상으로부터 검출된 타이어의 위치와, 칼만 필터를 적용하여 소정 시간 이전부터 현재까지 추적되어 검출된 타이어의 위치가 소정 거리 미만이면 서로 융합하여 상기 유효 타이어를 추적하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 단계는 상기 자차량과 가장 근접한 거리 내에서 추적된 타이어와 지면이 닿는 점을 상기 타겟 차량의 위치로 검출하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 단계는 상기 타겟 차량의 전륜과 후륜을 잊는 직선과 상기 자차량의 진행 방향과 평행한 임의의 선이 이루는 각도를 기반으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 단계는 상기 각도가 임계치 이상인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것이 아닌 것으로 판단하고, 상기 각도가 임계치 미만인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래에 전방 레이더 기반 시스템으로 감지할 수 없는 측방, 전방 영역의 타겟 차량을 인식함으로써 속도 자율제어장치(스마트 크루즈 컨트롤(smart cruise control 장치)의 미동작 및 오동작을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 주행제어 장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 생성된 가상의 회전영상을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 검출된 타이어를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 검출된 타겟 차량의 위치를 표시한 전방 카메라 영상.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자차주변 영역을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 타겟 차량의 각도를 기반으로 자차 전방으로 차량이 끼어드는지 여부을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 차량 주행제어 방법을 나타낸 순서도.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 주행제어 장치를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 주행제어 장치는 카메라(10), 제어부(20), 속도 자율 제어부(30)를 포함할 수 있다.

카메라(10)는 차량의 주변을 촬영하여 영상을 획득할 수 있다. SVM 카메라(10)는 SVM(Surround View Monitor)용 카메라로서, 전후방 카메라, 우측방 카메라, 좌측방 카메라를 포함할 수 있다. 보다 자세하게는 카메라(10)는 차량의 라디에이터 그릴, 좌우측 사이드 미러 및 트렁크 리드와 뒷범퍼 사이에 구비될 수 있다.

본 발명의 카메라(10)는 전후방 카메라 영상, 우측방 카메라 영상 및 좌측방 카메라 영상을 획득할 수 있다. 카메라(10)는 초광각 카메라를 포함할 수 있으며, 기본적으로 카메라의 화각이 180도 이상인 것을 포함할 수 있다.

참고로, 초광각렌즈는 어안렌즈(fisho-eye lens), 전천(全天)렌즈 또는 스카이렌즈라고도 하며, 보통의 광각렌즈와 달라 화상이 비둘어지게 찍히는 성질, 즉, 술통형의 만곡을 남기고 전화면에 균등한 상을 맺도록 할 수 있다. 초광각렌즈는 빛이 물 속으로 입사할 때, 굴절하므로 물고기가 물 속에서 수면을 보면 180도의 시야를 가진다고 생각되는 데서 어안렌즈라고도 한다. 통상 35mm 일안리플레스카메라용으로 어안렌즈를 만들며, 이것에는 대각선으로 180도 사각을 갖는 렌즈와 화면 내 둥근 모양으로 결상하는 것이 있다. 어안렌즈의 만곡이 있는 특수한 묘사를 일반촬영에 이용하는 경우도 있으나, 원래는 기상학의 분야에서 전천(全天)의 구름의 양을 기록하는데 이용하는 렌즈이다.

따라서, 카메라(10)는 차량 주변의 영상을 차량을 중심으로 360도 전방향으로 촬영할 수 있다.

제어부(20)는 카메라(10)로부터 획득된 카메라 영상에 대하여 영상왜곡 보정을 수행하여 회전영상을 생성할 수 있다. 회전영상에 대한 자세한 설명은 도 2를 참조한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 생성된 가상의 회전영상을 나타낸 도면이다.

카메라(10)는 지면을 바라보는 방향으로 비스듬히 장착되어 있으므로, 카메라(10)로부터 획득되는 영상은 도 2의 (a) 및 (b)와 같이, 지면을 중심으로 주변의 영상이 획득된다. 도 2의 (a)는 전방 카메라로부터 획득된 영상이고, (b)는 우측방 카메라로부터 획득된 영상이다.

제어부(20)는 도 2의 (a) 및 (b)로부터 회전영상을 생성할 수 있다. 회전영상은 주변의 영상 내 포함된 차량이 왜곡되어 보이지 않고, 차량이 수직으로 보이는 것처럼 보정된 영상일 수 있다. 회전영상을 생성하는 것은 타이어의 인식을 용이하게 하기 위하여 카메라로부터 획득된 영상을 소정각도 회전시켜 가상의 영상을 생성하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.

실시예에 따르면, 도 2의 (a)같이, 전방 카메라로부터 실제로는 전방과 지면을 촬영한 영상이 획득될 수 있다. 제어부(20)는 전방 카메라로부터 획득된 영상 (a)를 소정각도 회전시켜 도 2의 (a-1) 및 (a-2)와 같이 우측을 정면에서 바라본 상태에서 촬영한 것과 같이 보정된 회전영상을 생성할 수 있다. 도 2의 (a-1)은 전방 카메라로부터 획득된 영상의 우측면을 -85도 회전한 영상이고, (a-2)는 전방 카메라로부터 획득된 영상의 우측면을 -75도 회전한 영상이다.

또 다른 실시예에 따르면, 도 2의 (b)와 같이, 우측방 카메라로부터 실제로는 우측방과 지면을 촬영한 영상이 획득될 수 있다. 제어부(20)는 우측방 카메라로부터 획득된 영상 (b)를 소정각도 회전시켜 도 2의 (b-1) 및 (b-2)와 같이, 우측을 정면에서 바라본 상태에서 촬영한 것과 같이 보정된 회전영상을 생성할 수 있다. 도 2의 (b-1)은 우측방 카메라로부터 획득된 영상을 15도 회전한 영상이고, (b-2)는 우측방 카메라로부터 획득된 영상을 0도 회전한 영상이다.

제어부(20)는 회전영상으로부터 주변 차량의 타이어를 검출하여 인식할 수 있다. 각 영상으로부터 타이어를 인식한 결과 즉, 타이어의 위치를 하나의 3차원 공간으로 통합하여 타이어 한쌍(pair)를 생성할 수 있다. 여기서, 타이어 한쌍은 동일 차량의 전륜과 후륜을 포함할 수 있다. 보다 자세한 설명은 도 3을 참조한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 검출된 타이어를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 예를들면 자차(car)를 기준으로 자차 주변에 검출된 타이어는 한 공간에 투영할 수 있으며, 검출된 각 타이어는 L1, R3, R1, L2로 표현될 수 있다.

제어부(20)는 검출된 타이어 중 유효 타이어를 추출할 수 있다. 유효 타이어는 차량의 물리적 조건을 기반으로 추출될 수 있다. 예를들면 타이어의 전륜과 후륜의 축간 거리가 임계범위 안에 존재하는지, 전륜이 후륜 앞에 존재하는지, 자차와 타차는 동일한 위치에 존재할 수 없는 물리적 조건을 기반으로 추출될 수 있다. 실시예에 따라, 도 3에서 검출된 타이어 L1, R3, R1, L2 중에서 상술한 물리적 조건을 만족한 유효 타이어는 R3 및 R1으로 추출될 수 있다.

제어부(20)는 추출된 유효 타이어를 추적한다. 추적 방식에는 등속도 모델의 칼만(kalman) 필터를 적용한다. 현재 획득된 영상으로부터 검출된 타이어의 위치와, 칼만 필터를 적용하여 소정 시간 이전부터 현재까지 추적되어 검출된 타이어의 위치가 소정 거리 미만이면 서로 융합하여 유효 타이어를 추적할 수 있다.

예를들면, 현재 t 시점의 t번째 영상 프레임 안에서 타이어를 인식하고 거리를 계산한다. 이와 별개로 칼만 필터를 적용하여 ...t-4, t-3, t-2, t-1, t,... 지속적으로 타이어를 추적한다. 일반적으로 자동차는 도로에서 등속, 등가감속등의 운동을 하므로, 물리적으로 자동차의 위치가 갑자기 변동되는 확률은 거의 적다. 하지만, 혹시 t 번째 프레임에서 위치가 잘못 인식될 수 있으므로, 이전 시점으로부터 칼만 필터를 적용하여 예측된 t시점까지의 타이어의 위치를 추적한 결과와, t시점의 타이어 위치 인식 결과를 비교하여, 이 둘의 차이가 크지 않으면, t시점의 인식에 큰 오류가 없다고 판단하고, 이 두 좌표를 하나로 합친다. 실시예에 따르면, 두 좌표 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 두 좌표값의 평균을 취할 수 있다.

제어부(20)는 추출된 유효 타이어 및 회전영상을 인식하여 타겟 차량을 검증하고, 타겟 차량의 위치를 검출한다. 타겟 차량의 위치는 자차와 가장 근접한 거리 내에서 추적된 타이어와 지면이 닿는 점으로 검출될 수 있다. 검출된 타겟 차량의 위치는 보다 자세하게는 타겟 차량 옆면의 위치를 의미할 수 있다. 검출된 타겟 차량의 위치는 도 4를 참조한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 타겟 차량의 위치를 표시한 전방 카메라 영상이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 타겟 차량의 위치는 R3 및 R1으로 표시될 수 있다.

제어부(20)는 타겟 차량이 둘 이상인 경우 물리적 조건을 만족하는 유효 차량을 추출할 수 있다. 유효 차량은 자차와 가장 가까운 곳에 위치하고, 타이어가 검출된 차량일 수 있다.

속도 자율 제어부(30)는 SVM 제어부(20)에서 추출된 유효 차량이 자차 전방으로 끼어드는지(cut-in) 여부를 판단하여 차량의 속도를 자율적으로 제어할 수 있다. 여기서, 자차 전방으로 끼어드는지 여부는 유효 차량이 컷인(Cut-in) 영역(A) 안으로 진입하였는지로 판단할 수 있다. 컷인 영역(A)은 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자차 주변 영역을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 컷인 영역(A)은 자차를 기준으로 좌우로 소정간격 확장시키고, 전방으로 소정거리까지를 포함할 수 있다. 보다 자세하게는 컷인 영역(A)은 자차를 기준으로 좌우로 30cm씩 확장하고, 전방 5m 거리 이내의 영역을 포함할 수 있다.

속도 자율 제어부(30)는 타겟 차량이 컷인 영역의 밖에서 안으로 진입하였을 때를 타겟 차량이 자차 전방으로 끼어드는 것으로 판단할 수 있다. 타겟 차량이 자차 전방으로 끼어드는 것으로 판단한 경우 출력부(미도시)를 통하여 경고음을 출력할 수 있다.

실시예에 따르면, 검출된 타이어가 1개인 경우, 검출된 타이어만으로 타겟 차량이 자차 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 최초 컷인 영역 밖에서 검출된 타이어가 소정 프레임 이상 추적된 후, 컷인 영역 내에서도 검출된 타이어를 소정 프레임 이상 추적된 경우, 타겟 차량이 자차 전방으로 끼어드는 것으로 판단하고, 경보음을 출력할 수 있다.

또한, 검출된 타이어가 한 쌍인 경우, 타겟 차량을 추적하여 차량이 자차 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 최초 컷인 영역 밖에서 타겟 차량이 인식되고, 타겟 차량이 컷인 영역 내로 진입하는 것으로 추적된 경우, 타겟 차량이 자차 전방으로 끼어드는 것으로 판단하고 경보음을 출력할 수 있다.

속도 자율 제어부(30)는 타겟 차량의 각도를 기반으로 자차 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 이는 도 6을 참조하여 설명한다. 타겟 차량의 각도와 자차 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 것이 아니라, 상술한 '검출된 타이어가 한 쌍'인 경우의 조건에 추가적으로 타겟 차량의 각도(진행 방향)에 기반, 타겟 차량이 컷인 영역을 임계치 각도 이상으로 벗어나는 방향이면, 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 경고 하지 않는다..

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 타겟 차량의 각도를 기반으로 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는지 여부를 나타낸 도면이다. 도 6은 타겟 차량이 Cut-in 영역을 벗어나고 있어 Cut-in 이라고 판단하지 않는 경우를 나타낸 도면이다.

타겟 차량의 진행 방향은 타겟 차량의 전륜과 후륜을 잇는 직선과 자차량의 진행방향과 평행한 임의의 선이 이루는 각도(x)를 기반으로 하여 판단할 수 있다. 타겟 차량의 진행 방향을 기반으로 타겟 차량이 컷인 영역으로 Cut-in하는 것인지, 컷인 영역을 벗어나는 것인지 판단할 수 있다. 각도(x)가 임계치 이상인 경우, Cut-in 영역을 벗어나는 것으로 판단하여 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것이라고 판단하지 않고, 각도(x)가 임계치 미만인 경우, 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 판단할 수 있다.

종래에 속도 자율 제어 장치(smart cruise control)가 작동중인 차량은 자차의 앞에 장착된 레이더 센서(미도시)로 전방을 감지하여 전방 선행 차량과 사전에 설정된 일정한 간격을 유지하면서 운전자가 설정한 속도로 자동운행할 수 있도록 제어한다. 그러나, 자차와 전방 선행 차량 사이에 다른 차량이 자차의 전방으로 끼어들게 되면, 레이더의 한계로 자차의 전방으로 끼어드는 차량을 타겟으로 인식하지 못하고, 계속 전방 선행 차량을 타겟으로 설정하게 된다. 이러한 경우 결국 자차는 자차의 전방으로 끼어드는 차량과 추돌하게 된다.

따라서, 본 발명의 속도 자율 제어부(30)는 제어 타겟을 전방 선행 차량에서 자차의 전방으로 끼어드는 차량으로 변경하여 타겟 차량에 맞게 가감속을 제어하여 자차의 전방으로 끼어드는 차량과의 추돌을 방지한다.

도 7은 본 발명에 따른 차량 주행제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 주변을 촬영하여 영상을 획득한다(S100). S100 단계는 카메라를 이용하여 차량의 전후방, 좌우측면의 영상을 획득할 수 있으며, 차량을 중심으로 360도 전방향으로 촬영하여 영상을 획득할 수 있다. 참고로, 카메라는 전방 카메라, 우측방 카메라 및 좌측방 카메라를 포함하며, 차량의 라디에이터 그릴, 좌우측 사이드 미러 및 트렁크 리드와 뒷범퍼 사이에 구비될 수 있다.

카메라로부터 획득된 카메라 영상에 대하여 영상 왜곡 보정을 수행하여 회전영상을 생성한다(S110). S110 단계는 주변의 영상 내 포함된 차량이 왜곡되어 보이지 않고, 차량이 수직으로 보이는 것처럼 보정하여 회전영상을 생성할 수 있다. 회전영상은 타이어의 인식을 용이하게 하기 위하여 카메라로부터 획득된 영상을 소정각도 회전시켜 가상의 영상을 생성하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.

회전영상으로부터 주변 차량의 타이어를 검출한다(S120). 검출된 타이어는 하나의 3차원 공간으로 통합할 수 있으며, 바람직하게는 한쌍(pair)의 타이어를 검출할 수 있다. 여기서, 타이어 한쌍은 동일 차량의 전륜과 후륜을 포함할 수 있다. 보다 자세한 설명은 도 3을 참조한다.

검출된 타이어 중 유효 타이어를 추출한다(S130). 유효 타이어는 차량의 물리적 조건을 기반으로 추출될 수 있다. 예를들면 타이어의 전륜과 후륜의 축간 거리가 임계범위 안에 존재하는지, 전륜이 후륜 앞에 존재하는지, 자차와 타차는 동일한 위치에 존재할 수 없는 물리적 조건을 기반으로 추출될 수 있다.

추출된 유효 타이어를 추적한다(S140). S140 단계는 등속도 모델의 칼만(Kalman) 필터를 적용하여 수행될 수 있다. 현재 획득된 영상으로부터 검출된 타이어의 위치와, 칼만 필터를 적용하여 소정 시간 이전부터 현재까지 추적되어 검출된 타이어의 위치가 소정 거리 미만이면 서로 융합하여 유효 타이어를 추적할 수 있다.

예를들면, 현재 t 시점의 t번째 영상 프레임 안에서 타이어를 인식하고 거리를 계산한다. 이와 별개로 ...t-4, t-3, t-2, t-1, t,... 지속적으로 타이어를 추적한다. 일반적으로 자동차는 도로에서 등속, 등가감속등의 운동을 하므로, 물리적으로 자동차의 위치가 갑자기 변동되는 확률은 거의 적다. 하지만, 혹시 t 번째 프레임에서 위치가 잘못 인식될 수 있으므로, 칼만 필터를 적용하여 이전 시점으로부터 t시점까지의 타이어의 위치를 추적한 결과와, t시점의 타이어 위치 인식 결과를 비교하여, 이 둘의 차이가 크지 않으면, t시점의 인식에 큰 오류가 없다고 판단하고, 이 두 좌표를 하나로 합친다. 실시예에 따르면, 두 좌표 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 두 좌표값의 평균을 취할 수 있다.

추출된 유효 타이어 및 회전영상을 인식하여 타겟 차량을 검증하고, 타겟 차량의 위치를 검출한다(S150). 타겟 차량의 위치는 자차와 가장 근접한 거리 내에서 추적된 타이어와 지면이 닿는 점으로 검출될 수 있다. 검출된 타겟 차량의 위치는 보다 자세하게는 타겟 차량 옆면의 위치를 의미할 수 있다. 검출된 타겟 차량의 위치는 도 4를 참조한다.

타겟 차량의 위치를 기반으로 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단한다(S160). S160 단계는 타겟 차량이 컷인 영역 안으로 진입하였는지를 확인하여 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 컷인 영역은 도 5를 참조한다. 컷인 영역(A)은 자차를 기준으로 좌우로 소정간격 확장시키고, 전방으로 소정거리까지를 포함할 수 있다. 보다 자세하게는 컷인 영역(A)은 자차를 기준으로 좌우로 30cm씩 확장하고, 전방 5m 거리 이내의 영역을 포함할 수 있다. 타겟 차량이 컷인 영역의 밖에서 안으로 진입하였을 때를 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 판단할 수 있다. 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 판단한 경우 출력부(미도시)를 통하여 경고음을 출력할 수 있다.

실시예에 따르면, 검출된 타이어가 1개인 경우, 검출된 타이어만으로 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 최초 컷인 영역 밖에서 검출된 타이어가 소정 프레임 이상 추적된 후, 컷인 영역 내에서도 검출된 타이어를 소정 프레임 이상 추적된 경우, 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 판단하고, 경보음을 출력할 수 있다.

또한, 검출된 타이어가 한 쌍인 경우, 타겟 차량을 추적하여 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 최초 컷인 영역 밖에서 타겟 차량이 인식되고, 타겟 차량이 컷인 영역 내로 진입하는 것으로 추적된 경우, 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어든 것으로 판단하고 경보음을 출력할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 타겟 차량의 각도를 기반으로 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단할 수 있다. 보다 자세한 설명은 도 6을 참조한다. 타겟 차량의 진행 방향은 타겟 차량의 전륜과 후륜을 잇는 직선과 자차량의 진행방향과 평행한 임의의 선이 이루는 각도(x)를 기반으로 하여 판단할 수 있다. 타겟 차량의 진행 방향을 기반으로 타겟 차량이 컷인 영역으로 진입하는 것인지, 컷인 영역을 벗어나는 것인지 판단할 수 있다. 각도(x)가 임계치 이상인 경우, 컷인 영역을 벗어나는 것으로 판단하고, 각도(x)가 임계치 미만인 경우, 타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 판단할 수 있다.

타겟 차량이 자차의 전방으로 끼어드는 것으로 판단한 경우, 속도 자율 제어를 수행한다(S170). S170 단계는 제어 타겟을 전방 선행 차량으로부터 자차의 전방으로 끼어드는 차량으로 변경하여, 타겟 차량에 맞게 가감속을 제어하여 자차의 전방으로 끼어드는 차량과의 추돌을 방지한다.

본 발명은 추가 센서의 장착 없이 주변 차량의 타이어를 인식하여 차량의 위치를 검출하고, 이를 기반으로 자차 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하여, 속도 자율 제어 대상을 자차 전방으로 끼어드는 차량으로 변경하여 속도 자율 제어를 수행함으로써, 속도 자율 제어 시스템이 자차의 전방으로 끼어드는 차량에 대하여 미동작 또는 오동작하지 않도록 한다.

카메라 10
제어부 20
속도 자율 제어부 30

Claims (17)

1. 자차량 주변의 영상을 획득하는 카메라;
   상기 획득된 영상을 보정하여 회전영상을 생성하고, 상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하고, 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 제어부; 및
   상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지여부를 판단하고, 제어 대상 차량을 전방 주행 차량으로부터 상기 타겟 차량으로 변경하여 상기 자차량의 가감속을 제어하는 속도 자율 제어부를 포함하되,
   상기 회전영상은 상기 자차량의 측부가 정면으로 보이도록 상기 획득된 영상을 소정 각도 회전시켜 생성하며,
   상기 속도 자율 제어부는
   상기 타겟 차량의 전륜과 후륜을 잇는 직선과 상기 자차량의 진행 방향과 평행한 임의의 선이 이루는 각도를 기반으로 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 회전영상으로부터 상기 자차량 주변 차량에서 타이어를 검출하고, 상기 검출된 타이어를 한 공간에 투영하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 자차량 주변 차량에서 검출된 타이어 중 차량의 물리적 조건을 만족하는 타이어를 상기 유효 타이어로 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 차량의 물리적 조건은
   상기 검출된 타이어 중 전륜 및 후륜의 축간 거리가 임계범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   현재 획득된 영상으로부터 검출된 타이어의 위치와, 칼만 필터를 적용하여 소정 시간 이전부터 현재까지 추적되어 검출된 타이어의 위치가 소정 거리 미만이면 서로 융합하여 상기 유효 타이어를 추적하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 자차량과 가장 근접한 거리 내에서 추적된 타이어와 지면이 닿는 점을 상기 타겟 차량의 위치로 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 속도 자율 제어부는
   상기 각도가 임계치 이상인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것이 아닌 것으로 판단하고, 상기 각도가 임계치 미만인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 장치.
10. 자차량 주변의 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 영상을 보정하여 회전영상을 생성하는 단계;
    상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하는 단계;
    상기 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 단계;
    상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것으로 판단한 경우, 제어 대상 차량을 전방 주행 차량으로부터 상기 타겟 차량으로 변경하여 상기 자차량의 가감속을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 회전영상은 상기 자차량의 측부가 정면으로 보이도록 상기 획득된 영상을 소정 각도 회전시켜 생성하며,
    상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 단계는
    상기 타겟 차량의 전륜과 후륜을 잊는 직선과 상기 자차량의 진행 방향과 평행한 임의의 선이 이루는 각도를 기반으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 방법.
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 회전영상으로부터 유효 타이어를 검출하는 단계는
    상기 회전영상으로부터 상기 자차량 주변 차량에서 타이어를 검출하는 단계;
    상기 검출된 타이어를 한 공간에 투영하는 단계; 및
    상기 검출된 타이어 중 차량의 물리적 조건을 만족하는 타이어를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 차량의 물리적 조건은
    상기 검출된 타이어 중 전륜 및 후륜의 축간 거리가 임계범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 방법.
14. 청구항 10에 있어서,
    상기 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 단계는
    현재 획득된 영상으로부터 검출된 타이어의 위치와, 칼만 필터를 적용하여 소정 시간 이전부터 현재까지 추적되어 검출된 타이어의 위치가 소정 거리 미만이면 서로 융합하여 상기 유효 타이어를 추적하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 방법.
15. 청구항 10에 있어서,
    상기 검출된 유효 타이어를 추적하여 타겟 차량의 위치를 검출하는 단계는
    상기 자차량과 가장 근접한 거리 내에서 추적된 타이어와 지면이 닿는 점을 상기 타겟 차량의 위치로 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 방법.
16. 삭제
17. 청구항 10에 있어서,
    상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는지 여부를 판단하는 단계는
    상기 각도가 임계치 이상인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것이 아닌 것으로 판단하고, 상기 각도가 임계치 미만인 경우 상기 타겟 차량이 상기 자차량의 전방으로 끼어드는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행제어 방법.

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