KR100766594B1 - Early lane departure warning method for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 도로상의 이상적인 주행상태를 가정하여 그 차량의 주행도로상 중심점의 수평좌표치와 도로좌표상의 목표점의 수평좌표치가 일치 여부에 따라 차선이탈의 조기경보가 가능한 차량의 차선이탈 조기경보방법에 관한 것이다.According to the present invention, a vehicle lane early warning method capable of early warning of lane departure according to whether a horizontal coordinate value of a center point on a driving road of the vehicle coincides with a horizontal coordinate value of a target point on a road coordinate assuming an ideal driving state on the road of the vehicle It is about.
바람직한 실시예의 차선이탈 조기경보방법에 따르면, 주행 차량의 전방 도로정보영상을 촬상하여 그 차량의 좌측과 우측의 차선을 추출하고, 그 추출된 좌측/우측차선 정보의 영상좌표를 도로좌표로 변환하여 상기 차량의 주행중인 상기 좌측/우측차선의 원주와 그 원주의 곡률 반경을 구하며, 상기 차량이 상기 원주를 따라 이상적으로 주행하는 조건을 만족하는 상태의 목표점의 도로좌표치를 구하고 그 도로좌표치를 영상좌표치로 역변환시켜 화면상에 표시되도록 하고, 상기 화면상의 목표점을 통과하며 수평축에 평행인 선분이 상기 차선과 교차하는 복수의 점에 대한 중심점을 구하고 그 중심점의 수평좌표치와 상기 목표점의 수평좌표치를 비교하며, 상기 중심점의 수평좌표치와 상기 목표점의 수평좌표치의 비교결과에 따라 상기 차량의 차선이탈경보 발생을 제어하게 된다. According to the lane departure early warning method of the preferred embodiment, the front road information image of the driving vehicle is captured to extract the left and right lanes of the vehicle, and the image coordinates of the extracted left and right lane information are converted into road coordinates. Obtains the circumference of the left / right lane of the vehicle and the radius of curvature of the circumference of the vehicle, obtains a road coordinate value of a target point that satisfies the condition that the vehicle travels ideally along the circumference, and then stores the road coordinate value Invert the display to be displayed on the screen, obtain a center point for a plurality of points that pass through the target point on the screen and are parallel to the horizontal axis, and compare the horizontal coordinate value of the center point with the horizontal coordinate value of the target point. A lane of the vehicle according to a comparison result between the horizontal coordinate value of the center point and the horizontal coordinate value of the target point It is controlling the ride of an alarm.
또, 본 발명에 따르면, 상기한 차선이탈 조기경보과정이 카메라가 부착된 휴대폰에 의해서도 실행되도록 하거나, 카메라가 부착된 차량장착형 네비게이션에 의해서도 실행되도록 할 수 있다.Further, according to the present invention, the lane departure early warning process may be performed by a mobile phone with a camera, or by a vehicle-mounted navigation with a camera.
Description
도 1a와 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법을 구현하는 장치의 블록구성도,1A and 1B are block diagrams of an apparatus for implementing a lane departure early warning method for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법을 설명하기 위한 플로우차트,2 is a flowchart for explaining a lane departure early warning method for a vehicle according to the present invention;
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법을 설명하기 위한 도면,3A and 3B are views for explaining a lane departure early warning method of a vehicle according to the present invention;
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법에 의해 목표지점방향으로 조향휠을 조절함으로써 차선이탈을 방지하는 과정을 설명하는 예시도이다.4A and 4B are exemplary views illustrating a process of preventing lane departure by adjusting a steering wheel in a target point direction by a lane departure early warning method according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 촬상부, 12: 영상처리부,10: imaging unit, 12: image processing unit,
14: 차선이탈검출부, 16: 표시부,14: lane departure detection unit, 16: display unit,
18: 경보발생부.18: Alarm generating unit.
본 발명은 차량의 차선이탈 조기경보방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 주행상태에서 도로의 기하학적 특성에 기초하여 차량의 좌측 차선과 우측 차선의 중심점에 대한 차선이탈가능성을 미리 판단하여 운전자에게 경보해주기 위한 차량의 차선이탈 조기경보방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for early warning of lane departure of a vehicle. More particularly, the present invention relates to a driver by determining in advance the possibility of lane departure with respect to the center of the left and right lanes of the vehicle based on the geometrical characteristics of the road in the driving state of the vehicle. The present invention relates to a method for early warning of lane departure of a vehicle for warning.
일반적으로, 차량이 주행하는 경우에는 직선도로와 곡선도로롤 반복적으로 직면하게 되는 바, 그 차량이 도로를 주행하는 경우에는 도로의 기하학적 상태(즉, 직선도로 또는 곡선도로)에 적합하게 조향제어가 이루어져야만 차선이탈 가능성이 감소되지만, 운전자의 운전미숙 또는 전방 주시가 불량한 상태에서는 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로에서 차량의 차선이탈 가능성이 상당히 높아지게 되어 안전사고가 유발되기 쉽다.In general, when the vehicle is traveling, the road is repeatedly faced with straight roads and curved roads. When the vehicle is running on roads, steering control is appropriately adapted to the geometrical state of the road (ie, straight road or curved road). Although the possibility of lane departure is reduced only when the driver's driving condition is poor, the driver is likely to leave the lane considerably on a curved road as well as on a straight road in a state in which the driver's immature driving or poor visibility is likely to cause a safety accident.
따라서, 최근에는 차량의 주행상태에서 그 차량의 좌측 차선 또는 우측 차선으로부터 이탈을 감지하여 운전자에게 경보함으로써 운전자의 주의를 환기시켜 안전사고를 미연에 방지하도록 하는 다양한 기술이 제안된 상태이다. Therefore, in recent years, various technologies have been proposed to detect the departure from the left lane or the right lane of the vehicle to alert the driver to alert the driver to prevent safety accidents.
그러한 차량의 차선이탈경보에 관한 일예로는 주행중인 차량의 좌측 차선과 우측 차선 중에서 어느 차선이 영상의 중앙 수직축 또는 그 변형치에 얼마나 접근하는지에 따라 경보정보를 발생시키는 방법이다.An example of such a lane departure warning of a vehicle is a method of generating alarm information depending on how close to which lane the left lane and the right lane of the driving vehicle approaches the center vertical axis of the image or its deformation.
차량의 차선이탈경보에 관한 다른 예로는 차량이 도로상에서 주행하는 경우 그 차량이 주행하는 주행로를 정의하는 좌측차선과 우측 차선의 중심선을 따라 주행하도록 하기 위한 목표조향각을 계산하고 현재의 조향축의 회전각도를 검출하여 그 차이가 어느 한계를 초과하는 경우에 경계경보를 발생시키는 방법이다.Another example of a lane departure warning of a vehicle is the calculation of a target steering angle for driving along the centerline of the left and right lanes, which define the driving route that the vehicle travels on when the vehicle travels on the road, and the rotation of the current steering shaft. This method detects an angle and generates a boundary alarm when the difference exceeds a certain limit.
여기서, 상기한 전자의 방법에 따르면 직선도로상에서는 비교적 양호하게 작동할 수 있는 반면에 곡선도로에서는 오작동이 발생되기 쉬운 바, 곡선도로상에서의 오작동을 최소화하기 위해 감도를 저감시키게 되면 곡선도로상에서의 오작동은 감소되지만 직선도로상에서 감도가 현저히 불량해지는 현상이 발생하게 된다.Here, according to the former method, it is possible to operate relatively well on a straight road, whereas malfunction is likely to occur on a curved road. When the sensitivity is reduced to minimize the malfunction on a curved road, the malfunction on the curved road is reduced. Is reduced, but the sensitivity is significantly degraded on the straight road.
예컨대, 우측으로 굽은 곡선도로에서는 좌측 차선이 해당하는 차량(차체)에 가깝게 보이기 때문에 좌측차선으로의 이탈을 경보하게 되는 오작동이 발생될 가능성이 높은 반면, 좌측으로 굽은 곡선도로에서는 우측 차선이 해당하는 차량에 가깝게 보이기 때문에 우측차선으로의 이탈을 경보하게 되는 오작동이 발생될 가능성이 높아지게 된다.For example, on a curved road that curves to the right, the left lane looks closer to the vehicle (body), which is more likely to cause a malfunction that warns of a departure to the left lane. The closer you look to the vehicle, the greater the likelihood that a malfunction will occur that alerts you of a departure to the right lane.
또, 상기한 후자의 방법에 따르면, 차량이 차선을 이탈하기에 앞서 경보를 발생시키는 조기경보가 가능하다는 점에서는 유리하지만, 목표조향각을 계산하기 위한 주행모델의 가정 및 유도식을 적용해야 하며 그 목표조향각의 정확성이나 타당성을 검증할 수 있는 방안이 없기 때문에 경보의 기준설정이 곤란하다는 점에서는 불리하게 된다.In addition, the latter method is advantageous in that an early warning for generating an alarm before the vehicle leaves the lane is possible, but the assumption and guidance formula of the driving model for calculating the target steering angle should be applied. Since there is no way to verify the accuracy or validity of the target steering angle, it is disadvantageous in that it is difficult to set an alarm reference.
더구나, 상기 후자의 방법에서는 조향휠(즉, 핸들)의 회전에 대응하는 조향축의 조향각 감지를 위한 인코더의 부착의 불편이 뒤따르게 된다.Moreover, in the latter method, the inconvenience of attaching the encoder for detecting the steering angle of the steering shaft corresponding to the rotation of the steering wheel (ie, the handle) is followed.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이륜차 모델 등의 어떠한 모델의 가정이나 조향각 계산을 위한 복잡한 수학적 공식의 유도없이 차선이탈에 대한 조기경보가 가능하고 직선도로나 아무리 곡률이 큰 곡선도로상에서도 오보율이 현저하게 개선된 차량의 차선이탈 조기경보방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances of the prior art, and it is possible to make early warning of lane departure without inducing any mathematical model for steering angle calculation or assumption of any model such as two-wheeled vehicle model, and curvature even in a straight road. The object of the present invention is to provide an early warning method for lane departure of a vehicle in which a false error rate is remarkably improved even on this large curved road.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면 주행 차량의 전방 도로정보영상을 촬상하여 그 차량의 좌측과 우측의 차선을 추출하는 제 1과정과; 상기 추출된 좌측/우측차선 정보의 영상좌표를 도로좌표로 변환하여 상기 차량의 주행중인 상기 좌측/우측차선의 원주와 그 원주의 곡률 반경을 구하는 제 2과정; 상기 차량이 상기 곡률의 원주를 따라 이상적으로 주행하기 위한 조건으로, 즉 차량의 중심이 원주상에 존재하고 차량의 놓인 방향이 원주의 접선방향과 일치해야 하는 조건에서 차량에 장착된 카메라로부터 일정한 거리의 주시 거리만큼 떨어진 원주상의 점(목표점 이라 칭함)을 구하고 이 목표점의 도로좌표치를 구하고 그 도로 좌표치를 영상좌표치로 역변환시켜 화면상에 표시되도록 하는 제 3과정; 상기 화면상의 목표점을 통과하는 수평축에 평행한 선분이 좌우 차선 영상과 교차하는 두점을 구한 다음 이 두점간의 중심점을 구하고 그 중심점의 수평좌표치와 상기 목표점의 수평좌표치를 비교하는 제 4과정; 상기 중심점의 수평좌표치와 상기 목표점의 수평좌표치의 비교하여 그 수평좌표치간의 차이값이 일정한 임계치 이상일 때 상기 차량의 차선이탈경보 발생을 제어하는 제 5과정을 포함하는 차량의 차선이탈 조기경보방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, the first step of extracting the road information image of the front of the driving vehicle and extracting the left and right lanes of the vehicle; Converting the image coordinates of the extracted left / right lane information into road coordinates to obtain a circumference of the left / right lane in which the vehicle is running and a radius of curvature of the circumference; Constant distance from the camera mounted on the vehicle under conditions for the vehicle to travel ideally along the circumference of the curvature, i.e. under the condition that the center of the vehicle is on the circumference and the direction in which the vehicle lies must match the tangential direction of the circumference. A third step of obtaining a circumferential point (called a target point) spaced apart by a gaze distance of the target point, obtaining a road coordinate value of the target point, and inverting the road coordinate value into an image coordinate value to be displayed on a screen; A fourth step of obtaining two points where a line segment parallel to the horizontal axis passing through the target point on the screen intersects the left and right lane images, and then obtaining a center point between the two points and comparing the horizontal coordinate value of the center point with the horizontal coordinate value of the target point; There is provided a lane departure early warning method comprising a fifth process of controlling a lane departure alarm occurrence of the vehicle when the difference between the horizontal coordinate value of the center point and the horizontal coordinate value of the target point is greater than a predetermined threshold. do.
본 발명에 따르면, 상기 제 2과정은 상기 추출된 좌측 및 우측 차선상에 3개 이상의 수평선을 그리고, 각 수평선마다 상기 좌측/우측 차선에 교차되는 2점을 구하며, 각 수평선마다의 2점간 중심점의 영상좌표치를 3개 이상 구하고, 상기 3개 이상의 중심점의 영상좌표를 도로좌표로 변환하여 그 중심점을 지나는 원주와 그 원주의 곡률반경을 구하는 단계를 포함하게 된다.According to the present invention, the second process draws three or more horizontal lines on the extracted left and right lanes, obtains two points intersecting the left / right lanes for each horizontal line, and calculates a center point between two points for each horizontal line. Obtaining three or more image coordinate values, and converting the image coordinates of the three or more center points into road coordinates to obtain a circumference passing through the center point and a radius of curvature of the circumference.
상기 제 3과정은 상기 차량이 상기 곡률반경의 원주상에 위치하며 원주의 접선 방향으로 놓인 상태에서 주행한다고 가정할 때, 그 차량의 중심점으로부터 주시방향(Yw-축 방향)으로 일정거리만큼 떨어진 위치에 전방주시거리를 상정하고, 상기 전방주시거리 지점을 통과하면서 상기 Yw-축에 직각인 선분이 상기 원주와 교차하는 점을 목표점으로 잡고 이 목표점의 도로좌표치를 구하며, 상기 목표점의 도로좌표치를 영상좌표치로 역변환시켜 화면표시하는 단계를 포함하게 된다.The third process is a position away from the center point of the vehicle by a predetermined distance from the center point of the vehicle, assuming that the vehicle is located on the circumference of the radius of curvature and placed in the tangential direction of the circumference. Assume the forward perspective distance at, the line segment perpendicular to the Yw-axis intersecting the circumference while passing through the forward peripheral distance point as the target point, obtain the road coordinate value of this target point, and calculate the road coordinate value of the target point. And converting the coordinates into coordinates to display the screen.
또, 상기 제 4과정은 상기 화면상에 표시된 목표점을 통과하면서 상기 화면의 수평축에 대한 평행한 수평선을 긋고, 상기 수평선이 상기 좌측/우측차선과 교차하는 2점을 구하여 그 2점간의 중심점의 수평좌표치를 구하며, 상기 영상좌표상의 목표점의 수평좌표치와 상기 중심점의 수평좌표치의 일치 여부를 판단하는 단계를 포함하게 된다.In addition, the fourth process draws a horizontal horizontal line parallel to the horizontal axis of the screen while passing through the target point displayed on the screen, obtains two points where the horizontal line intersects the left / right lanes, and the horizontal of the center points between the two points. The method may include determining a coordinate value and determining whether the horizontal coordinate value of the target point on the image coordinate coincides with the horizontal coordinate value of the center point.
상기 제 5과정은 상기 중심점의 수평좌표치와 상기 목표점의 수평좌표치가 일치하지 않으면 순간적인 차이값이나 일정 시간 동안 차이값의 적분치가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단하고, 상기 임계치를 초과하는 경우 차선이탈경보신호를 발생하여 차선이탈가능성을 조기경보하는 단계를 포함하게 된다.If the horizontal coordinate value of the center point and the horizontal coordinate value of the target point do not coincide with each other, the fifth process determines whether an instantaneous difference value or an integral value of the difference value exceeds a predetermined threshold value for a predetermined time, and when the threshold value is exceeded, the lane departure warning Generating a signal to early warning of a lane departure possibility.
상기한 구성의 본 발명에 따르면 차량이 직면하는 어떠한 도로상에서도 이상적인 주행상태를 얻기 위해서는 차량의 중심은 도로의 중심선상에 놓여있어야 하며 그 놓인 방향(즉 차량 자세)은 그 위치한 점에서의 중심선의 접선방향과 일치해야 한다는 조건을 만족하여야 한다. 이러한 이상조건이 만족되는 경우를 가정한 후, 차량으로부터 일정한 크기의 전방주시거리에 위치하는 Xw축에 평행한 선분과 상기 곡률 반경의 원주가 만나는 점을 목표점으로 설정하고 이 목표점의 도로좌표계를 계산한 후, 이 목표점이 영상좌표상에 나타나게 될 영상좌표를 역변환 계산하고 이를 화면에 표시한다. 상기 화면상에 표시된 목표점을 통과하면서 상기 화면의 수평축에 대해 평행한 수평선을 긋고, 상기 수평선이 상기 좌측/우측차선과 교차하는 두점을 구하여 그 두점간의 중심점의 수평좌표치를 구한다. 만약 이 두 점의 수평좌표값에 차이가 발생하면 이는 차량의 위치 및 자세가 정상(이상)적인 위치 및 자세에서 벗어나 있음을 나타나게 되며 그 차이값 또는 그 차이값의 시간적 적분치가 설정 임계치를 초과하면 차선이탈의 위험을 조기에 경보할 수 있다. 따라서 어떠한 곡률의 곡선도로나 주행조건에서도 차선이탈의 위험을 조기에 발견할 수 있기 때문에 위험을 조기에 발견 할 수 있게 된다.According to the present invention having the above-described configuration, in order to obtain an ideal driving state on any road faced by the vehicle, the center of the vehicle must lie on the center line of the road and the direction of the vehicle (ie, vehicle attitude) is tangent to the center line at the point where the vehicle is located. It must satisfy the condition that it must match the direction. After assuming that such an abnormal condition is satisfied, the target point is set to the point where the line segment parallel to the Xw axis located at a constant forward viewing distance from the vehicle meets the circumference of the radius of curvature, and the road coordinate system of the target point is calculated. The target point is then inversely transformed and displayed on the screen. A horizontal line parallel to the horizontal axis of the screen is drawn while passing through the target point displayed on the screen, and the horizontal coordinate value of the center point between the two points is obtained by obtaining two points where the horizontal line intersects the left / right lane. If there is a difference in the horizontal coordinate values of these two points, this indicates that the vehicle's position and attitude are out of the normal (ideal) position and attitude. If the difference or the temporal integral of the difference exceeds the set threshold, Early warning of lane departure Therefore, the risk of lane departure can be detected early on any curvature road or driving condition, so the risk can be detected early.
더욱이, 본 발명에 따르면 종래의 방법과는 달리 조향축의 현재의 조향각을 검출할 필요가 없기 때문에 조향휠의 조향축에 조향각 감지용 인코더의 장착이나 조향각도 출력신호의 발생이 필요하지 않게 된다.Furthermore, according to the present invention, unlike the conventional method, it is not necessary to detect the current steering angle of the steering shaft, so that the mounting of the steering angle sensing encoder or the steering angle output signal is unnecessary on the steering shaft of the steering wheel.
또, 본 발명에 따르면, 다른 적용 예로서 상기한 제 1과정내지 제 5과정이 카메라가 부착된 휴대폰에 의해서 실행되도록 하거나, 카메라가 부착된 차량장착형 내비게이션에 의해서 실행되도록 할 수 있다.In addition, according to the present invention, the above-described first to fifth processes can be executed by a mobile phone with a camera, or by vehicle-mounted navigation with a camera.
이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법을 구현하는 장치의 블록구성도이다.1A and 1B are block diagrams of an apparatus for implementing a lane departure early warning method of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1a에서, 10은 차량의 전면 상단에 설치되어 그 차량의 주행시 전방의 도로정보영상을 얻기 위한 촬상부로서, 그 촬상부(10)는 CCD카메라나 CMOS카메라 또는 다른 적절한 영상취득장치가 적용될 수 있다.In FIG. 1A, 10 denotes an image capturing unit which is installed at the upper front of a vehicle to obtain a road information image in front of the vehicle while the
12는 상기 촬상부(10)에 의해 촬상된 차량의 전방 도로정보영상을 취득하여 주지의 영상처리기법에 의해 상기 차량의 좌측차선(도 3a에서 '40' 참조)과 우측차선(도 3a의 '42' 참조)을 추출하는 영상처리부이다.12 shows the front road information image of the vehicle captured by the
14는 상기 영상처리부(12)에서 추출된 상기 차량의 좌측차선과 우측차선에 의거하여 차량의 차선이탈정도와 진행방향의 부적정성을 계산하여 정상적인 운행상태가 아니라고 판단되면 차선이탈경보 제어신호를 발생하는 차선이탈검출부이다.In FIG. 14, the lane departure alarm control signal is generated based on the left lane and the right lane of the vehicle extracted by the
16은 상기 차선이탈검출부에 의한 차선이탈정보와 진행방향의 부적정성의 계산결과에 따른 결과를 시각적으로 표시하는 표시부이다.16 is a display unit for visually displaying the result of the lane departure information by the lane departure detection unit and the result of the calculation of the inadequacy of the traveling direction.
18은 상기 차선이탈검출부(14)에서 인가되는 차선이탈경보발생신호에 응답하여 차선이탈경보를 출력하여 차량이 차선을 이탈하지 않도록 운전자에게 경보해주는 경보발생부이다.18 is an alarm generator that outputs a lane departure alarm in response to the lane departure alarm generation signal applied by the lane
여기서, 본 발명에 따르면 상기 도 1a에 도시된 장치는 차량의 차선이탈 조기경보를 위해 별개로 구성되지만, 도 1b는 도 1a에 도시된 장치가 카메라를 갖춘 휴대폰 또는 네비게이션(60)에 적용되는 경우를 상정한 구성이다.Here, according to the present invention, the device shown in FIG. 1A is configured separately for early departure of the vehicle, but FIG. 1B is a case where the device shown in FIG. 1A is applied to a mobile phone or a
즉, 휴대폰 또는 네비게이션(60)에 갖추어지는 카메라는 상기 촬상부(10)의 기능을 수행하도록 함과 더불어 그 제어수단(CPU 또는 마이컴)은 상기 영상처리부(12)와 차선이탈검출부(14)의 기능을 수행하도록 하며 상기 표시부(16)는 그 휴대폰 또는 네비게이션(60)의 표시장치가 해당하는 기능을 담당하도록 하고 상기 경보발생부(18)는 그 휴대폰 또는 네비게이션(60)의 마이크로폰 또는 스피커가 동일한 기능을 수행하도록 할 수 있다.That is, the camera equipped in the mobile phone or the
상기한 본 발명에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법에 대해 도 2에 도시된 플로우차트를 참조하여 상세하게 설명한다.The above-described lane departure early warning method for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. 2.
먼저, 단계 20에서 차량의 주행 중에 상기 촬상부(10)가 그 차량의 전방 도로정보영상을 취득하여 상기 영상처리부(12)에 인가하면 그 영상처리부(12)는 상기 도로정보영상에서 상기 차량의 좌측차선과 우측차선을 추출하여 상기 차선정보가 차선이탈검출부(14)에 인가되게 된다. First, when the
단계 22에서 상기 차선이탈검출부(14)는 상기 추출된 좌측차선(40)과 우측차선(42)상에 복수의 수평선(즉, 본 발명에서는 최소한 3 이상의 수평선)(도 3a의 좌측 도면에서 43,44,46)을 긋고, 각 수평선(43,44,46)마다 상기 좌측차선(40)과 상기 우측차선(42)에 교차되는 2개의 교차점을 구하여 각 수평선(43,44,46)상의 2개의 교차점 사이의 중심점(도 3a의 좌측 도면에서 43a,44a,46a)을 구하게 된다.In
그리고나서, 단계 24에서 상기 차선이탈검출부(14)는 해당하는 차량의 현재 위치에서 전방주시방향을 Yw-축으로 설정함과 더불어 그 Yw-축에 직각이면서 해당하는 차량의 중심점을 통과하는 축을 Xw-축으로 설정하여 도로좌표로 정의하는 경우, 상기 촬상부(10)에서 촬상되어 추출된 상기 3개의 중심점(도 3a의 좌측 그림의 43a,44a,46a)의 영상좌표값을 도로좌표값으로 좌표변환(즉, 도 3a의 우측 그림의 43b, 44b, 46b 참조)하게 된다.Then, in
단계 26에서 상기 차선이탈검출부(14)는 상기 차량이 주행하는 곡선도로의 곡률을 검출하기 위해 상기 도로좌표상에 위치하는 상기 3개의 점(43b, 44b, 46b)을 통과하는 곡률의 원주와 그 곡률의 반경(R; 도 3a에서 48)을 구하게 된다.In
여기서, 직선도로의 경우에는 곡률반경이 무한대에 접근하는 수치로 계산된다.Here, in the case of a straight road, the radius of curvature is calculated as a value approaching infinity.
또, 해당하는 차량이 상기한 곡률의 원주를 따라 이상적으로 주행하기 위해서는 차체의 중심이 그 원주상에 위치하여야 하고 그 차량의 자세 방향이 그 원의 원주의 접선방향과 일치되어야 하는 바, 단계 28에서 상기 차선이탈검출부(14)는 상기 곡률의 원주상을 이상적으로 주행하고 있다 가정할 때(도 3a의 우측 그림의 점선 부분 또는 도 3b의 우측 그림 참조), 즉 차량의 중심이 원주상에 존재하고 차량 자세 방향이 원주의 접선방향과 일치한다 가정할 때, 차량의 카메라로부터 일정한 전방주시거리(도 3a의 우측 그림의 Xw'-Yw'축 또는 도 3b의 우측 그림의 50 참조)만큼 떨어진 지점을 통과하면서 전방주시방향에 직각인 선분(즉, 도 3b의 우측 그림의 50)이 원주와 교차하는 점(목표점)(도 3b의 우측 그림의 52)을 구하고 그 목표점(52)의 도로좌표치를 구하게 된다.In addition, in order for the corresponding vehicle to travel ideally along the circumference of the curvature described above, the center of the vehicle body must be located on the circumference thereof, and the attitude direction of the vehicle must match the tangential direction of the circumference of the circle. The lane
그 후, 단계 30에서 상기 차선이탈검출부(14)는 상기 목표점(52)의 도로좌표치(도 3b의 우측 그림)를 영상좌표치(도 3b의 좌측 그림)로 좌표변환시켜 그 역변환된 목표점(52a)의 위치를 상기 표시부(16)상에 표시되도록 하게 된다. 도 3b에서 선분 50a는 주시거리만큼 떨어진 도로좌표상의 수평선분(도 3a 의 50)상의 역좌표변환 값에 해당된다.
목표점 도 3b의 52의 도로좌표계상의 위치값과 차선중심점 도 3a의 54의 위치와는 정상(이상)적인 운전상황에서는 일치하지만, 차량이 차선의 중심선으로부터 이탈함에 따라 그 차이가 발행하며, 이 차의 크기나 시간적분치의 크기에 따라 이탈경보를 발생시키게 된다.Then, in
Target Point The position value on the road coordinate system at 52 in FIG. 3B and the lane center point at 54 in FIG. 3A coincide in normal driving conditions, but the difference is issued as the vehicle leaves the center line of the lane. Deviation alarms are generated depending on the size of or the time integration value.
또, 단계 32에서 상기 차선이탈검출부(14)는 상기 표시부(16)상에 표시된 상기 목표점(52a)을 통과하면서 그 표시부(16)의 화면의 수평축에 평행한 수평선을 긋고 그 수평선이 상기 좌측차선(40)과 상기 우측차선(42)에 교차하는 2점을 구하여 그 두점 간의 중심점(도 3b의 좌측 도면에서 54a 참조)을 구하게 된다. 이 중심점 54a는 도 3a의 점 54의 역좌표변환점에 해당된다.Further, in
그리고나서, 상기 차선이탈검출부(14)는 상기 영상좌표상의 목표점(52a)의 수평좌표치와 상기 중심점(54)의 수평좌표치를 비교하여 일치여부를 판단하게 된다.Then, the lane
상기 단계 32에서의 판단결과 상기 영상좌표상의 목표점(52a)의 수평좌표치와 상기 중심점(54)의 수평좌표치가 일치하지 않는 경우로 판단되면, 단계 34에서 상기 차선이탈검출부(14)는 순간적인 차이값이나 일정 시간 동안의 차이값의 적분치가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단하게 된다.If it is determined in
상기 단계 34에서 임계치를 초과하는 경우로 판단되면 상기 차선이탈검출부 (14)는 단계 36에서 차선이탈경보발생신호를 상기 경보발생부(18)에 인가하여 차선이탈경보가 출력되도록 함으로써 차선이탈을 조기에 경보해주게 된다.If it is determined in
도 4a는 도로상의 중심점(54)이 목표점(54a)과 일치하지 않고 그 목표점(54a)의 우측에 나타난 예로서, 그 경우에는 차량이 좌측방향으로 이탈되는 상태를 의미하는 바, 이때에는 시계방향으로 조향휠을 회전시켜야만 차선이탈이 방지된다.4A shows an example in which the
그에 대해, 도 4b는 차선이탈경보가 발생되어 운전자가 조향휠을 시계방향으로 회전시켜 차선의 중심점(54)이 목표점(54a)과 일치되어 주어진 도로를 정상적으로 주행하는 상태를 나타낸다.In contrast, FIG. 4B shows a state in which a lane departure alarm is generated so that the driver rotates the steering wheel clockwise so that the
상기 차량이 선형적인 직선도로를 주행하는 경우에는 목표점은 주시거리의 크기에 관계없이 항상 Ys'-축상에 나타나게 된다.When the vehicle travels on a linear straight road, the target point always appears on the Ys' axis regardless of the size of the viewing distance.
한편, 상기한 설명에서는 본 발명이 별개의 장치로 구성되어 차량에 설치되는 경우가 설명되었지만, 상기한 본 발명에 대해서는 카메라 내장형 휴대폰에 적용해서 실행되도록 하거나 도로안내기능의 네비게이션에 카메라를 부착하여 적용해서 실행되도록 해도 된다.On the other hand, in the above description has been described a case where the present invention is configured as a separate device to be installed in the vehicle, the present invention described above is applied to the mobile phone with a built-in camera or attached to the navigation of the road guidance function May be executed.
즉, 휴대폰에 적용하는 경우에는 해당하는 휴대폰의 카메라가 상기 촬상부(10)의 기능을 수행하도록 하고 그 휴대폰의 제어수단(CPU 또는 마이컴)이 상기 영상처리부(12)및 상기 차선이탈검출부(14)의 기능을 수행하도록 하며 상기 표시부(16)는 그 휴대폰의 표시부로 대체하고 상기 경보발생부(18)는 휴대폰의 음향출력장치(즉, 마이크로폰)에 의해 기능하도록 함으로써 휴대폰에 의해 차량의 차선이탈 조기경보가 실행되도록 구성될 수 있다.That is, when applied to a mobile phone, the camera of the corresponding mobile phone performs the function of the
또, 카메라가 부착된 네비게이션에 적용하는 경우에도 카메라에서 촬상된 도로정보영상을 그 네비게이션의 제어수단(CPU 또는 마이컴)에서 상기한 과정의 차선이탈경보에 관한 처리를 수행하도록 하고 그 네비게이션의 표시장치가 상기 표시부(16)의 기능을 수행하도록 하며 도로정보의 음성안내를 위한 스피커가 상기 경보발생부(18)의 기능을 수행하도록 할 수 있다.In addition, even when applied to a navigation camera attached to the camera, the road information image captured by the camera is subjected to a process for the lane departure warning of the above-described process by the control means (CPU or microcomputer) of the navigation device and the display device of the navigation device. May perform the function of the
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 차선이탈 조기경보방법에 의하면 차량의 중심이 중심선으로부터 이탈되었는지 또는 현재 이탈되지는 않았다해도 현재의 차량의 자세가 차선이탈으로 연계될 가능성이 있는 경우를 조기에 검출하여 차선이탈경보를 발생시킴으로써 종래에 비해 직선도로나 곡선도로 등 어떠한 도로여건이나 주행조건에서도 차선이탈경보의 높은 정확성과 감도를 보장해 줄 수 있으며 또한 조기 경보가 가능한 효과가 있다.As described above, according to the early lane departure warning method of the vehicle according to the present invention, even if the center of the vehicle is deviated from the center line or not at present, there is a possibility that the current vehicle attitude may be linked to the lane departure early. By detecting lane departure warning, it is possible to guarantee high accuracy and sensitivity of lane departure warning in any road conditions or driving conditions such as straight road or curved road as compared with the prior art, and also has an effect of early warning.
또, 상기한 본 발명은 카메라가 부착된 휴대폰 또는 네비게이션에 적용하여 구현할 수도 있다.In addition, the present invention can be implemented by applying to a mobile phone or navigation camera is attached.
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