KR100610846B1 - 차선 영상 신호 판별 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 도로 상에 차선 영상 신호 검출시 이 검출된 차선 영상 신호의 방향에 따른 크기로 차선 인식 양호 및 불량 상태를 판별할 수 있도록 한 차선 영상 신호 판별 방법에 관한 것으로,

본 발명은 자동차 도로 주행시 전방 좌우측 차선을 촬영하고 이 촬영된 차선을 영상 신호로 처리하며, 이 처리된 차선으로부터 각 차선 엣지의 크기와 방향을 검출하는 단계와; 상기 단계에서 검출된 각 차선 엣지의 같은 방향에 대한 크기의 합을 구하여 차선 검출 영역과 차선 미검출 영역간에 평균비와 분산비를 각각 구하는 단계와; 상기 단계에서 구해진 차선 검출 영역 차선 미검출 영역의 평균비와 분산비가 음의 비로 검출시 차선 인식 불가능으로 처리하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

차선 이탈 방지, 차선 검출, 차선

Description

차선 영상 신호 판별 방법{METHOD FOR DISCRIMINATING OF A TRAFFIC LANE VEDIO SIGNAL}

도 1은 종래 차선 이탈 감지 제어 장치의 블럭도.

도 2는 본 발명 차선 영상 신호 판별 방법에 대한 플로우챠트.

도 3a는 본 발명에 적용되는 차선 엣지 크기와 방향 영상 신호 파형도.

도 3b는 본 발명에 적용되는 차선 엣지 크기와 방향 평균과 분산 파형도.

도 4는 본 발명에 적용되는 차선 영상 무인식시 영상 신호 파형도.

본 발명은 차선 영상 신호 판별 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 주행에 따라 도로상의 차선 영상 신호를 검출할 때 검출된 차선 영상 신호에서 같은 방향에 대한 크기의 합을 추출하여 검출되는 차선 인식에 있어 양호 및 불량 상태를 판별할 수 있도록 한 차선 영상 신호 판별 방법에 관한 것이다.

최근들어 전자 영상 시스템의 발달로 인하여 각종 멀티 미디어는 물론 차량까지에도 도입되어 차량에는 각종 전자 시스템을 이용한 안전장치들이 많이 적용되고 있는 실정이다

그 일예를 들면 효율적인 교통제어 및 교통상황을 운전자가 용이하게 파악할 수 있는 네비게이션 시스템이 있고, 차량의 충돌 방지를 위한 경보와 속도를 제어하여 차간에 적정한 거리를 유지하여 운전자의 안전을 도모하는 충돌 방지 전자 시스템, 운전중 졸음으로 인한 차선 이탈로 인한 사고를 방지하기 위한 차선 이탈 방지 시스템 등이 있다.

그 중에서도 특히 차선 이탈 방지 시스템의 경우 다른 전자 시스템과 달리 주행중에 운전자의 순간 부주의 혹은 피곤함에서 오는 차선 이탈(중앙선 침범)로 인하여 야기되는 대형 사고를 사전에 방지하기 위한 안전 시스템이다.

그리고 상기 차선 이탈 방지 시스템은 도 1 에 도시한 바와 같이, 차량의 전방 소정 위치에 장착되어 주행중에 전방 좌우측 차선을 촬영하는 카메라(10)와; 상기 카메라(10)에서 촬영된 차선을 영상 신호로 처리하는 영상 신호 처리부(11)와; 상기 영상 신호 처리부(11)에서 영상 신호로 처리된 차선으로부터 차선 유무 검출 및 차선 이탈 여부를 판별하는 제어부(12)와; 차선 이탈시 경보하는 경보부(13)로 구성하여, 주행중 발생될 수 있는 차선 이탈로 인하여 야기되는 중,대형 사고를 사전에 가능한 한 방지하게 된다.

그러나 상기 차선 이탈 방지 시스템의 경우 촬영된 차선 영상 신호로부터 차선을 검출하는 방법은 여러가지가 있으나, 주행중 도로 사정에 의하여 차선이 지워져 있거나, 인식할 수 없을 정도로 된 경우, 혹은 도로 재포장 작업에 의하여 차선이 없는 경우, 상기 차선 이탈 방지 시스템은 촬영된 차선 영상 신호로부터 차선 인식이 양호한 상태 또는 차선 인식이 불가능한 상태를 판단할 수 있는 기능이나 방법을 가지고 있지 않아, 상기 촬영된 차선 영상 신호로부터 차선 검출 처리 시간이 길어질 뿐만 아니라, 차선 이탈의 오경보를 발하게 되는 문제점을 가지고 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 자동차 도로 주행시 차선 영상 신호 검출하여 이 검출된 차선 영상 신호의 상태가 양호한 차선인가 혹은 인식이 불가능한 불량 차선인가를 판별할 수 있는 차선 영상 신호 판별 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 자동차 도로 주행시 전방 좌우측 차선을 촬영하고 이 촬영된 차선을 영상 신호로 처리하며, 이 처리된 차선으로부터 각 차선 엣지의 크기와 방향을 검출하는 단계와; 상기 단계에서 검출된 각 차선 엣지의 같은 방향에 대한 크기의 합을 구하여 차선 검출 영역과 차선 미검출 영역간에 평균비와 분산비를 각각 구하는 단계와; 상기 단계에서 구해진 차선 검출 영역 차선 미검출 영역의 평균비와 분산비가 음의 비로 검출시 차선 인식 불가능으로 처리하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 도로 주행시 검출되는 차선 영상 신호에 대하여 차선 엣지를 검출하고 이 검출된 차선 엣지에 대하여 차선 검출 영역과 차선 미검출 영역의 평균비와 분산비를 각각 구하여 이 구해진 값이 음의 비로 산출되면, 차선 불량으로 인식하도록 함으로써, 영상 처리 속도가 향상 및 차선 이탈의 오경보를 방지할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 차선 영상 신호 판별장치의 구성은 기존의 차량에 장착되어 있는 시스템과 동일 내지 유사하며, 단지 영상 신호의 판별을 위한 알고리즘이 설정되는바, 시스템의 구성에 대해서는 종래의 구성이 그대로 적용되는 것으로 한다.
도 2 는 본 발명 차선 영상 신호 판별 방법에 대한 플로우 챠트이고, 도 3 a 는 본 발명에 적용되는 차선 엣지 크기와 방향 영상 신호 파형도 이며, 도 3 b 는 본 발명에 적용되는 차선 엣지 크기와 방향 평균과 분산 파형도 이고, 도 4 는 본 발명에 적용되는 차선 영상이 인식되지 않는 상태에서의 신호 파형도이다.

삭제

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 도로 주행시 차량의 전방 소정 위치에 장착된 카메라(10)로 부터 전방 좌우측 차선을 촬영하여 영상 신호 처리부(11)에 입력하게 된다(단계20).

상기 영상 신호 처리부(11)에서는 촬영되어 입력된 차선 신호를 영상 신호로 처리하여 제어부(12)에 입력하게 된다(단계21).

상기 제어부(12)에서는 기설정된 프로그램에 의하여 처리된 영상 신호에 대하여 도 3 a 에 도시한 바와 같이 차선 엣지에 대하여 각 엣지의 크기와 방향(θ)을 검출하고(단계22), 각 엣지 방향(θ)에 대하여 누적 분포함수를 적용하여 같은 방향에 대한 크기의 합을 산출한다(단계23).

이어서 상기 차선 엣지 크기에 대하여 차선 엣지 검출 영역 평균비와 검출 영역 분산비를 산출하게 되는데, 이때 상기 차선 엣지 검출 영역 평균비와 검출 영역 분산비 산출은 도 3 b 에 도시한 바와 같이, 좌 우차선 각각에 대하여 차선 검출 영역과 차선 미검출 영역으로 분리하게 되고, 상기 분리된 차선 검출 영역과 미검출 영역에서 차선 평균과 차선 분산으로 분리하게 된다.

상기와 같이 분리된 차선 검출 영역과 미검출 영역에서 하기의 수학식 1을 통해 평균비를 산출하고, 하기의 수학식 2를 통해 분산비를 산출한다(단계24).

평균비 =

분산비 =
이어서 상기 제어부(12)에서는 상기 산출된 차선의 평균비 혹은 분산비중 어느 하나가 음의 비를 갖거나 혹은 도 4 에 도시한 바와 같이 모두가 음(-)의 값을 갖는가를 판단하게 된다(단계25).
평균비가 음의 비를 갖는 경우는 상기 수학식 1에서 알 수 있는 바와 같이 차선 검출영역의 평균이 차선 미검출 영역의 평균보다 작은 값을 갖는 상태이다.
또한, 분산비가 음의 비를 갖는 경우는 상기 수학식 2에서 알 수 있는 바와 같이 차선 검출영역의 분산이 차선 미검출 영역의 분산보다 작은 값을 갖는 상태이다.
이때 상기 산출된 평균비 혹은 분산비 중 어느 한쪽 또는 모두 음(-)의 값을 갖게 되면 제어부(12)에서는 현재 촬영되어 입력되는 차선 영상 신호에 대하여 차선 인식 상태 불량임을 판단하게 되고, 반면에 상기 산출된 평균비와 분산비 모두 음(-)의 값을 갖지 않게 되면, 제어부(12)에서는 현재 촬영되어 입력되는 차선 영상 신호가 양호한 상태 신호로 판단하게 되는 것이다(단계26).

삭제

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 도로 주행시 검출되는 차선 영상 신호에 대하여 차선 엣지를 검출하고 이 검출된 차선 엣지의 같은 방향에 대한 크기를 구하여 이 크기에 대한 차선 검출 영역과 미검출 영역간에 평균비와 분산비를 각각 구하여 이 구해진 값이 음의 비로 산출되면, 차선 불량으로 인식하도록 함으로써, 상기 검출된 차선의 영상 처리 속도 향상은 물론 차선 이탈의 오경보를 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 도로 주행에 따라 카메라를 통해 전방 좌우측 차선을 촬영한 다음 영상신호 처리부를 이용하여 촬영된 차선을 영상 신호로 처리하는 단계와;

   상기 제어부는 영상신호 처리부에서 인가되는 영상 신호를 분석하여 각 차선 에지의 크기와 방향을 검출하는 단계와;

   상기 단계에서 검출된 각 차선 에지의 같은 방향에 대하여 누적 분포함수를 적용하여 크기의 합을 산출하는 단계와;

   상기 산출된 차선 에지의 크기의 합에서 좌우 차선 각각에 대하여 차선 검출영역과 차선 미검출 영역으로 분리하고, 이들에 대하여 차선 평균과 차선 분산을 검출하는 단계와;

   상기 검출된 차선 평균과 차선 분산을 이용하여 차선 에지 크기에서의 평균비와 분산비를 각각 구하는 단계와;

   상기 단계에서 구해진 평균비가 차선 미검출 영역의 평균이 차선 검출 영역의 평균보다 커 음의 비로 검출되거나 분산비가 차선 미검출 영역의 분산이 차선 검출 영역의 분산보다 커 음의 비로 검출시 차선 인식 불가능으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 영상 신호 판별 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 차선 에지 크기의 평균비는 하기의 수학식 3을 적용하여 산출하고,

   차선 에지 크기의 분산비는 하기의 수학식 4를 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차선 영상 신호 판별 방법.

   

   평균비 =

   

   분산비 =
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 차선 인식의 불가능 판단은 차선 에지 영상 신호의 크기에 대한 평균비와 분산비 중 어느 하나라도 음의 비로 산출되는 경우에 대하여 판단하는 것을 특징으로 하는 차선 영상 신호 판별 방법.

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