KR100901411B1 - System for controlling a vehicle to be maintained in a traffic lane and a method thereof for vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 도로의 영상을 입력하는 단계와, 도로의 영상으로부터 차선 인식 포인트를 추출하여 도로곡률함수를 계산하는 단계와, 차선과 차량이 이루는 진행방향각을 계산하는 단계와, 차량과 차선 사이의 측부 거리를 계산하는 단계와, 차선과 차량의 진행방향이 평행해지도록 진행방향각을 보정하는 단계와, 도로곡률함수로부터 차량의 진행궤적함수를 산출하는 단계와, 진행궤적함수로부터 차륜각을 계산하는 단계 및, 차륜각으로부터 차량의 차선 유지를 위한 조향각을 계산하여 차량을 조향하는 단계를 포함한다. 이를 통해, 차선의 영상으로부터 추출한 도로곡률함수를 통해 차량의 진행궤적을 예측하고 진행궤적으로부터 계산된 차륜각에 의해 차량의 조향각을 제어하므로, 차선으로부터의 차량 이탈을 방지하기 위한 일련의 과정이 간단하고 효과적으로 이루어질 수 있다.The present invention relates to a lane maintenance support system and a method of the vehicle. More particularly, the method includes inputting an image of a road, calculating a road curvature function by extracting a lane recognition point from the image of the road, Calculating a heading direction angle; calculating a side distance between the vehicle and the lane; correcting the heading angle so that the heading and the vehicle are parallel to each other; and a track of the vehicle from the road curvature function. Calculating a function; calculating a wheel angle from a traveling trajectory function; and steering a vehicle by calculating a steering angle for maintaining a lane of the vehicle from the wheel angle. In this way, the vehicle's steering angle is controlled by the wheel angle calculated from the driving trajectory by predicting the driving trajectory through the road curvature function extracted from the lane image. Can be done effectively.

도로곡률함수, 진행궤적함수, 차륜각, 조향각 Road curvature, traveling trajectory, wheel angle, steering angle

Description

차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법{System for controlling a vehicle to be maintained in a traffic lane and a method thereof for vehicles}System for controlling a vehicle to be maintained in a traffic lane and a method about for vehicles}

본 발명은 차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 차선의 영상으로부터 도로곡률함수를 계산하여 차량의 진행궤적을 예측하고 진행궤적으로부터 차륜각을 계산하여 조향각을 제어할 수 있는 차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lane maintenance support system and a method of the vehicle, wherein a vehicle curvature can be controlled by calculating a road curvature function from an image of a lane to predict a traveling trajectory of the vehicle and calculating a wheel angle from the traveling trajectory. A maintenance support system and method thereof are provided.

요즈음 운전자의 장시간 운전이나 휴대 전화 사용 등 전방 주시 태만으로 인한 차선 이탈 사고를 미연에 방지하기 위한 차선 유지 지원시스템의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.In recent years, the development of lane keeping support systems has been actively developed to prevent lane departures caused by the long-term driving of the driver or the use of mobile phones.

이러한 차선 유지 지원시스템은 주행 중 차선 및 차량의 위치를 측정하여 차량이 차선을 이탈할 것이 판단되는 경우 스티어링 휠을 조정함으로써 차량의 차선이 유지되도록 지원한다. The lane keeping support system measures the position of the lane and the vehicle while driving to support the lane of the vehicle by adjusting the steering wheel when it is determined that the vehicle will leave the lane.

예컨대, 종래에는 도로의 곡률을 계산하고, 차량이 주어진 궤적을 추종하도록 백스텝핑(Backstepping) 제어방법을 적용하여 차량의 조향 명령각을 계산하는 차선 유지 지원시스템이 제안되기도 하였다. For example, in the related art, a lane keeping support system that calculates a steering command angle of a vehicle by calculating a curvature of a road and applying a backstepping control method so that the vehicle follows a given trajectory has been proposed.

그러나 종래 차선 유지 지원시스템은 차선의 영상으로부터 계산된 도로곡률함수를 통해 차량의 진행궤적을 예측하지 못하고 진행궤적으로부터 차륜각을 계산하여 조향각을 제어하지 못하므로, 차선으로부터 차량의 이탈을 방지하는 일련의 과정이 복잡하고 효과적으로 이루어지지 못한다는 문제가 있었다.However, the conventional lane keeping support system cannot predict the vehicle trajectory through the road curvature function calculated from the image of the lane and cannot control the steering angle by calculating the wheel angle from the vehicle trajectory, thereby preventing the vehicle from leaving the lane. There was a problem that the process was complicated and not effective.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차선의 도로곡률함수로부터 차량의 진행궤적을 예측하고 진행궤적으로부터 차륜각을 계산하여 조향각을 제어하므로 차량의 차선 유지가 효과적으로 이루어지는 차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving this problem is to predict the vehicle's progress track from the road curvature function of the lane, calculate the wheel angle from the progress track to control the steering angle so that the lane maintenance support system of the vehicle effectively And a method thereof.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 도로의 영상을 입력하는 단계; 도로의 영상으로부터 차선 인식 포인트를 추출하여 도로곡률함수를 계산하는 단계; 차선과 차량의 진행방향 간의 진행방향각을 계산하는 단계; 차량과 차선 사이의 측부 거리를 계산하는 단계; 차선과 차량의 진행방향이 평행해지도록 진행방향각을 보정하는 단계; 도로곡률함수로부터 차량의 진행궤적함수를 산출하는 단계; 진행궤적함수로부터 차륜각을 계산하는 단계; 차륜각으로부터 차량의 차선 유지를 위한 조향각을 계산하여 차량을 조향하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of inputting an image of the road; Calculating a road curvature function by extracting lane recognition points from an image of a road; Calculating a heading angle between a lane and a heading direction of the vehicle; Calculating a side distance between the vehicle and the lane; Correcting the traveling direction angle so that the traveling direction of the lane and the vehicle become parallel; Calculating a traveling trajectory function of the vehicle from the road curvature function; Calculating a wheel angle from a traveling trajectory function; Steering the vehicle by calculating a steering angle for lane keeping of the vehicle from the wheel angle.

이때, 상기 진행방향각을 보정하는 단계는, 차량 위치가 차선 중앙이 아니거나 진행방향각이 0도가 아닌 경우, 차량에 접하는 원호와 차선의 접선을 이용하여 차량의 진행방향이 차선과 평행해지도록 도로곡률함수에 진행방향각을 더하여 진행방향각을 보정할 수 있다.At this time, the step of correcting the traveling direction angle, if the vehicle position is not the center of the lane or the traveling direction angle is not 0 degrees, the traveling direction of the vehicle to be parallel to the lane using the tangent of the arc and the lane contacting the vehicle. The direction direction angle can be corrected by adding the direction direction angle to the road curvature function.

또한, 상기 차량을 조향하는 단계는, 차량 위치가 차선 중앙이 아니거나 진행방향각이 0도가 아닌 경우, 차량에 접하는 원호와 차선 중앙의 목표 지점을 접하는 원호를 각각 정하고, 상기 차량과 목표 지점을 연결하는 궤적을 갖는 진행궤적함수를 통해 차량이 차선 중앙에서 유지하도록 조향하는 단계를 포함할 수 있다.The steering of the vehicle may include determining an arc contacting the vehicle and an arc contacting the target point in the center of the lane when the vehicle position is not in the center of the lane or when the direction of travel is not 0 degrees, respectively. Steering may be performed such that the vehicle is maintained at the center of the lane through a progress trajectory function having a trajectory for connecting.

본 발명은 도로의 영상을 입력하는 영상입력부; 차선과 차량 사이의 거리를 측정하고 차량의 진행방향각을 감지하기 위한 감지부; 상기 영상입력부를 통해 입력된 도로 영상으로부터 차선 인식 포인트를 추출하여 도로곡률함수를 계산하고, 도로곡률함수와 평행한 차량의 진행궤적함수를 산출하며, 차량의 차선 유지를 위한 조향각을 계산하여 조향을 위한 제어신호를 인가하는 제어부; 및, 상기 제어신호에 따라 차량의 조향각을 조정하도록 조향액츄에이터가 마련된 조향구동부를 포함한다. The present invention provides an image input unit for inputting an image of a road; A detector for measuring a distance between the lane and the vehicle and detecting a heading angle of the vehicle; The road curvature function is calculated by extracting the lane recognition point from the road image input through the image input unit, calculating the travel trajectory function of the vehicle parallel to the road curvature function, and calculating the steering angle to maintain the lane of the vehicle. A control unit for applying a control signal for the control unit; And a steering driver provided with a steering actuator to adjust the steering angle of the vehicle according to the control signal.

본 발명에 의하면, 차선의 영상으로부터 도로곡률함수를 계산하여 차량의 진행궤적을 예측하고, 진행궤적으로부터 계산된 차륜각에 의해 조향각이 제어되므로, 차선으로부터 차량 이탈을 방지하기 위한 일련의 과정이 간단하고 효과적으로 이루어진다는 이점이 있다.According to the present invention, since a road curvature function is calculated from an image of a lane to predict a moving trajectory of the vehicle, and a steering angle is controlled by the wheel angle calculated from the traveling trajectory, a series of processes for preventing the departure of the vehicle from the lane are simple. And is effective.

또한, 본 발명은 차선 내에서 차량의 안정적인 운전이 유지되므로, 장시간 운전이나 휴대 전화 사용 등 전방 주시 태만으로 인한 차선 이탈 사고를 미연에 방 지하여 자동 운전의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that the stable driving of the vehicle is maintained in the lane, it is possible to prevent the lane departure accident due to the negligence of forward attention such as long time driving or using the mobile phone in advance to improve the reliability of the automatic driving.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템을 나타낸 도면이고, 도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법에서 사용되는 도로곡률함수 알고리즘 및 진행궤적 알고리즘 설명을 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a lane keeping support system of a vehicle according to the present invention, and FIGS. 2A to 2B illustrate a road curvature function algorithm and a progress trajectory algorithm used in a lane keeping support system and a method thereof of a vehicle according to the present invention. It is for the drawing.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템은, 도로의 영상을 입력하는 영상입력부(100)와, 차선과 차량 사이의 거리 및 차량의 진행방향각을 감지하기 위한 감지부(200)와, 상기 영상입력부(100)의 도로 영상으로부터 도로곡률함수를 계산하고 도로곡률함수로부터 차량의 진행궤적함수를 산출하여 차선 유지를 위한 제어신호를 인가하는 제어부(300) 및, 상기 제어신호에 따라 차량의 조향각을 조정하는 조향구동부(400)를 포함하는 구성이다.As shown in FIG. 1, the lane keeping support system for a vehicle according to the present invention includes an image input unit 100 for inputting an image of a road, a sensing for sensing a distance between a lane and a vehicle, and a direction of travel of a vehicle. A control unit 300 which calculates a road curvature function from the road image of the image input unit 100 and calculates a traveling trajectory function of the vehicle from the road curvature function, and applies a control signal for lane keeping; It is a configuration that includes a steering driver 400 for adjusting the steering angle of the vehicle in accordance with the control signal.

구체적으로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상입력부(100)는, 도로의 영상을 입력하기 위한 전방카메라를 구비하여 차량의 전방 영상이 입력되도록 한다. 여기서, 상기 전방카메라를 통해 입력된 도로 영상은, 상기 제어부(300)로 전달된 후, 차선의 에지정보를 통한 최적의 임계치가 계산되어 일정 간격의 차선 인식 포인트로 추출된다.Specifically, the image input unit 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a front camera for inputting an image of a road so that the front image of the vehicle is input. Here, after the road image input through the front camera is transmitted to the control unit 300, the optimal threshold value is calculated through the edge information of the lane and extracted as a lane recognition point at a predetermined interval.

상기 감지부(200)는 차선과 차량 사이의 거리 및 차량의 진행방향각을 감지하기 위한 것으로, 상기 감지부(200)에는 차선과 차량 사이의 거리를 측정하고 차량의 진행방향각을 감지하기 위한 센서가 각각 마련될 수 있다. 상기 감지부(200) 를 통해 감지된 측정값은 상기 제어부(300)로 전달된다.The detector 200 detects a distance between a lane and a vehicle and a traveling direction angle of the vehicle. The detector 200 measures a distance between the lane and a vehicle and detects a traveling direction angle of the vehicle. Each sensor may be provided. The measured value detected by the detector 200 is transmitted to the controller 300.

상기 제어부(300)는 상기 영상입력부(100)에서 입력된 영상으로부터 차선 인식 포인트를 추출하고, 추출된 차선 인식 포인트를 3차원 매핑하여 도로의 실좌표를 구하며, 각각의 좌표들로부터 직선/곡선방정식을 구해 도로 곡률 정보를 추출하여 도로곡률함수를 계산한다. The controller 300 extracts a lane recognition point from an image input from the image input unit 100, obtains a real coordinate of a road by three-dimensional mapping of the extracted lane recognition point, and uses a linear / curve equation from the respective coordinates. The road curvature function is calculated by extracting road curvature information.

여기서, 차선 인식 포인트에 대한 3차원 매핑은, 트사이 방정식(Tsai's Equation)을 이용하여 차선 인식 포인트를 도로의 실좌표로 변환하는 방식의 공지 기술이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 참고로, 도 2a에 기재된 변수를 정의하면, Pw는 월드좌표계에 표시된 위치이고, P는 전방카메라 좌표계로 표시한 위치이고, Pu는 이상적으로 투영된 영상 좌표이며, Pd는 렌즈의 왜곡이 반영된 투영 영상 좌표이며, Pf는 CCD 센서에 반영된 영상 좌표이다.Here, since the three-dimensional mapping of the lane recognition point is a known technique of converting the lane recognition point into the actual coordinates of the road using Tsai's Equation, a detailed description thereof will be omitted. For reference, if the variable described in FIG. 2A is defined, Pw is a position indicated in the world coordinate system, P is a position indicated in the front camera coordinate system, Pu is an ideally projected image coordinate, and Pd is a projection in which lens distortion is reflected. Image coordinates, and Pf is image coordinates reflected in the CCD sensor.

계속하여, 상기 제어부(300)는 차량의 진행방향각 및, 측부 거리(c)를 상기 감지부(200)를 통해 계산하고, 차량의 진행방향이 차선과 평행해지도록 진행방향각을 보정하여 상기 도로곡률함수로부터 차량의 진행궤적함수를 산출한다. Subsequently, the controller 300 calculates the traveling direction angle and the side distance c of the vehicle through the sensing unit 200, and corrects the traveling direction angle so that the traveling direction of the vehicle is parallel to the lane. The driving trajectory function of the vehicle is calculated from the road curvature function.

진행궤적함수로부터 차륜각이 계산되면, 상기 제어부(300)는 차륜각으로부터 차량의 차선 유지를 위한 조향각을 계산하고 차선 유지를 위한 제어신호를 상기 조향구동부(400)에 인가함으로써, 차선으로부터 차량 이탈이 방지되도록 한다. When the wheel angle is calculated from the progress trajectory function, the controller 300 calculates a steering angle for maintaining the lane of the vehicle from the wheel angle and applies a control signal for maintaining the lane to the steering driver 400, thereby leaving the vehicle from the lane. This is to be prevented.

여기서, 진행궤적함수를 통해 조향각을 계산하는 방법은 공지의 기술이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 참고로, 도 2b에 기재된 변수를 정의하면, Rrr 및 Rrl은 좌,우 후륜이고, Rfr 및 Rfl은 좌,우 전륜이고, Da는 전,후 차폭이 며, La는 대각선 방향의 차폭임을 의미한다. 또한, Lw = Da * tanθ 이고, Lc = (Da2 + Lw 2)0.5이다.Here, the method of calculating the steering angle through the progress trajectory function is a well-known technique, and thus a detailed description thereof will be omitted. For reference, when the variables described in FIG. 2B are defined, Rrr and Rrl are left and right rear wheels, Rfr and Rfl are left and right front wheels, Da is front and rear vehicle widths, and La is a vehicle width in a diagonal direction. . Further, Lw = Da * tanθ, and Lc = (Da 2 + Lw 2 ) 0.5 .

한편, 상기 조향구동부(400)는 조향각을 조정하는 조향액츄에이터를 통해 상기 제어부(300)의 제어신호에 따라 차륜의 차륜각을 조정한다.On the other hand, the steering driver 400 adjusts the wheel angle of the wheel in accordance with the control signal of the control unit 300 through a steering actuator for adjusting the steering angle.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원방법을 도시한 도면이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원방법에 따라 곡선차로 또는 직선차로를 이동하는 차량을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a lane maintenance support method for a vehicle according to the present invention, and FIGS. 4 to 7 are views illustrating a vehicle moving a curved lane or a straight lane according to the lane maintenance support method for a vehicle according to the present invention. to be.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원방법은, 먼저, 전방카메라를 통해 도로의 영상을 입력받고, 도로의 영상으로부터 차선(a)의 에지정보에 의해 최적의 임계치를 계산하여 차선(a)을 추출한다. 3 to 5, the lane maintenance support method of the vehicle according to the present invention, first, receives the image of the road through the front camera, and is optimized by the edge information of the lane (a) from the image of the road The lane (a) is extracted by calculating the threshold of.

상기의 차선(a) 추출은 주행 차량의 차선 인식 포인트를 통해 이루어지며, 차선 인식 포인트가 추출되면, 차선 인식 포인트를 3차원 매핑하여 도로의 실좌표를 구하고, 각 좌표들을 회귀(Regression)하여 직선/곡선 방정식을 이용한 도로 곡률 정보를 추출함으로써 도로곡률함수를 구한다.The lane (a) extraction is performed through the lane recognition point of the driving vehicle, and when the lane recognition point is extracted, the actual coordinates of the road are obtained by mapping the lane recognition point three-dimensionally, and the coordinates are regressed to reconstruct each line. The road curvature function is obtained by extracting road curvature information using the curve / curve equation.

계속하여, 차선(a)과 차량의 진행방향이 이루는 각인 진행방향각(θ)을 계산하고, 차량과 차선 사이 거리인 측부 거리(c)를 계산한다. 이때, 차량의 진행방향과 차선(a)이 평행하지 않은 경우 차량의 진행방향과 차선(a)이 평행해지도록 상기 진행방향각(θ)을 보정한다.Subsequently, the traveling direction angle θ formed by the lane a and the traveling direction of the vehicle is calculated, and the side distance c, which is the distance between the vehicle and the lane, is calculated. In this case, when the traveling direction of the vehicle and the lane a are not parallel, the traveling direction angle θ is corrected so that the traveling direction of the vehicle and the lane a are parallel.

즉, 차량의 진행방향과 차선(a)이 평행하지 않으면, 차량의 진행방향이 차선(a)과 평행해지도록 차량에 접하는 원호(d)와 차선의 접선(g)을 이용하여 차량의 진행방향각(θ)과 측부 거리(c)를 보정한 후, 차량의 궤적을 생성하여 차량의 차선이 유지되도록 한다. 여기서, 차량의 진행 궤적인 원호는 도로곡률함수에 차량의 진행방향각(θ)을 고려하여 차륜각을 계산한 값이다. That is, if the traveling direction of the vehicle and the lane (a) are not parallel, the traveling direction of the vehicle by using the arc (d) and the tangent (g) of the lane contacting the vehicle so that the traveling direction of the vehicle is parallel to the lane (a) After correcting the angle θ and the side distance c, a vehicle trajectory is generated to maintain the lane of the vehicle. Here, the arc of the traveling trajectory of the vehicle is a value obtained by calculating the wheel angle in consideration of the traveling direction angle θ of the vehicle in the road curvature function.

진행방향각(θ)의 보정을 통해 차량의 진행방향과 차선(a)이 나란하게 되면, 기 산출한 도로곡률함수를 통해 차량의 진행궤적함수를 산출할 수 있다. 이는 도로곡률함수와 진행궤적함수가 상호 평행하기 때문이다.When the traveling direction of the vehicle and the lane a are parallel with each other through the correction of the traveling direction angle θ, the traveling trajectory function of the vehicle may be calculated using the previously calculated road curvature function. This is because the road curvature function and the progress trajectory function are parallel to each other.

도로곡률함수가 산출되면, 산출된 도로곡률함수를 이용하여 차륜의 회전반경을 계산하고 차륜각을 계산한다. 계산된 차륜각은 조향비(Gear ratio)를 고려한 조향각으로 계산된다. 조향각이 계산되면, 조향엑츄에이터는 계산된 조향각을 통해 차량을 조향하여 차량의 차선 유지가 가능하도록 한다. When the road curvature function is calculated, the radius of rotation of the wheel is calculated using the calculated road curvature function and the wheel angle is calculated. The calculated wheel angle is calculated as the steering angle in consideration of the steering ratio. Once the steering angle is calculated, the steering actuator steers the vehicle through the calculated steering angle to enable lane keeping of the vehicle.

특히, 차량 위치가 차선(a) 중앙이 아니거나 진행방향각(θ)이 0도가 아닐 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 차량에 접하는 원호(d)와 목표 지점(e)을 접하는 원호(f)를 이용하여 차량의 진행 궤적을 생성하므로 차선 유지 제어가 가능하다. 이때, 두 원호는 전방 목표 지점(e)에 따라 가변된다.In particular, when the vehicle position is not the center of the lane a or the traveling direction angle θ is not 0 degrees, as shown in FIG. 6, the circular arc d contacting the vehicle and the circular arc contacting the target point e are shown. By using f) to generate the trajectory of the vehicle, lane keeping control is possible. At this time, the two arcs are varied according to the forward target point e.

또한, 차량 위치가 차선(a) 중앙이 아니거나 진행방향각(θ)이 0도가 아닌 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 차량에 접하는 원호(d)와 차선의 접선(g)을 이용하여 상기 차량과 목표 지점(e)을 연결하는 진행궤적함수를 구함으로써, 차량이 차선 중앙에서 유지하도록 차량을 조향할 수 있다. 여기서, 차량의 진행궤적함수를 통해 차량의 진행방향각을 고려한 차륜각이 계산될 수 있다.In addition, when the vehicle position is not the center of the lane a or the traveling direction angle θ is not 0 degrees, as shown in FIG. 7, a circular arc d contacting the vehicle and a tangent line g of the lane are used. By obtaining a travel trajectory function connecting the vehicle and the target point e, the vehicle may be steered so that the vehicle is maintained at the center of the lane. Here, the wheel angle in consideration of the traveling direction angle of the vehicle may be calculated through the traveling trajectory function of the vehicle.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템을 도시한 구성도.1 is a block diagram showing a lane maintenance support system of a vehicle according to the present invention.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템 및 그 방법에서 사용되는 도로곡률함수 알고리즘 및 진행궤적 알고리즘 설명을 위해 도시한 그래프.2A to 2B are graphs illustrating a road curvature function algorithm and a progress trajectory algorithm used in a vehicle lane keeping support system and a method thereof according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템 방법을 도시한 블록도.3 is a block diagram illustrating a method for supporting lane maintenance of a vehicle according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템 방법에 따라 곡선차로를 이동하는 차량을 도시한 상태도.Figure 4 is a state diagram showing a vehicle moving a curved lane according to the lane maintenance support system method of a vehicle according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템 방법에 따라 직선차로를 이동하는 차량을 도시한 상태도.Figure 5 is a state diagram showing a vehicle moving a straight lane in accordance with the lane maintenance support system method of a vehicle according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템 방법에 따라 직선차로의 차선을 이동하는 차량을 도시한 상태도.Figure 6 is a state diagram showing a vehicle moving a lane in a straight lane in accordance with the lane maintenance support system method of a vehicle according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 지원시스템에 방법에 따라 곡선차로에서 방향각이 기울어진 차량을 도시한 상태도.7 is a state diagram illustrating a vehicle in which the direction angle is inclined in a curved lane according to the method of the vehicle lane keeping support system according to the present invention;

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※※ Code explanation for main part of drawing ※

100 :영상입력부 200 :감지부 100: video input unit 200: detection unit

300 :제어부 400 :조향구동부 300: control unit 400: steering drive unit

Claims (4)

도로의 영상을 입력하는 단계;Inputting an image of a road; 도로의 영상으로부터 차선 인식 포인트를 추출하여 도로곡률함수를 계산하는 단계;Calculating a road curvature function by extracting lane recognition points from an image of a road; 차선과 차량의 진행방향 간의 진행방향각을 계산하는 단계;Calculating a heading angle between a lane and a heading direction of the vehicle; 차량과 차선 사이의 측부 거리를 계산하는 단계;Calculating a side distance between the vehicle and the lane; 차선과 차량의 진행방향이 평행해지도록 진행방향각을 보정하는 단계;Correcting the traveling direction angle so that the traveling direction of the lane and the vehicle become parallel; 도로곡률함수로부터 차량의 진행궤적함수를 산출하는 단계;Calculating a traveling trajectory function of the vehicle from the road curvature function; 진행궤적함수로부터 차륜각을 계산하는 단계; 및Calculating a wheel angle from a traveling trajectory function; And 차륜각으로부터 차량의 차선 유지를 위한 조향각을 계산하여 차량을 조향하는 단계;를 포함하고,And steering the vehicle by calculating a steering angle for maintaining the lane of the vehicle from the wheel angle. 차량이 직선 도로에서 차량 위치가 차선 중앙이 아니거나 진행방향각이 0도가 아닌 경우 차량 전방의 목표 지점을 설정하여 설정된 목표 지점과 차량에 접하는 원호를 이용하여 차량의 진행궤적함수를 산출하고, 차량이 곡선 도로에서 차량 위치가 차선 중앙이 아니거나 진행방향각이 0도가 아닌 경우 차량에 접하는 원호와 차선의 접선을 이용하여 상기 차량과 목표 지점을 연결하는 진행궤적함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 지원방법.If the vehicle is not in the center of the lane on the straight road or the travel direction angle is not 0 degrees, the target point in front of the vehicle is set to calculate the progress trajectory function of the vehicle using the set target point and the arc contacting the vehicle. A vehicle trajectory function that connects the vehicle and a target point by using a tangent between the arc and the lane contacting the vehicle when the vehicle position is not the center of the lane or the direction of the angle is not 0 degrees on the curved road; How to Support Lane Keeping. 삭제delete 삭제delete 도로의 영상을 입력하는 영상입력부(100);An image input unit 100 for inputting an image of a road; 차선과 차량 사이의 거리를 측정하고 차량의 진행방향각을 감지하기 위한 감지부(200);A detector 200 for measuring a distance between the lane and the vehicle and detecting a heading angle of the vehicle; 상기 영상입력부(100)를 통해 입력된 도로 영상으로부터 차선 인식 포인트를 추출하여 도로곡률함수를 계산하고, 도로곡률함수와 평행한 차량의 진행궤적함수를 산출하며, 차량의 차선 유지를 위한 조향각을 계산하여 조향을 위한 제어신호를 인가하는 제어부(300); 및,The road curvature function is calculated by extracting the lane recognition point from the road image input through the image input unit 100, calculating the travel trajectory function of the vehicle parallel to the road curvature function, and calculating the steering angle for maintaining the lane of the vehicle. A controller 300 for applying a control signal for steering; And, 상기 제어신호에 따라 차량의 조향각을 조정하도록 조향액츄에이터가 마련된 조향구동부(400)를 포함하고, A steering driver 400 provided with a steering actuator to adjust the steering angle of the vehicle according to the control signal, 차량이 직선 도로에서 차량 위치가 차선 중앙이 아니거나 진행방향각이 0도가 아닌 경우 차량 전방의 목표 지점을 설정하여 설정된 목표 지점과 차량에 접하는 원호를 이용하여 차량의 진행궤적함수를 산출하고, 차량이 곡선 도로에서 차량 위치가 차선 중앙이 아니거나 진행방향각이 0도가 아닌 경우 차량에 접하는 원호와 차선의 접선을 이용하여 상기 차량과 목표 지점을 연결하는 진행궤적함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 지원시스템.If the vehicle is not in the center of the lane on the straight road or the travel direction angle is not 0 degrees, the target point in front of the vehicle is set to calculate the progress trajectory function of the vehicle using the set target point and the arc contacting the vehicle. A vehicle trajectory function that connects the vehicle and a target point by using a tangent between the arc and the lane contacting the vehicle when the vehicle position is not the center of the lane or the direction of the angle is not 0 degrees on the curved road; Lane Keeping Support System.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101272424B1 (en) * 2009-09-24 2013-06-07 주식회사 만도 Method and System for Assisting Lane Keeping
KR101272382B1 (en) 2013-05-15 2013-06-07 주식회사 만도 Method and System for Assisting Lane Keeping
KR101473426B1 (en) * 2010-11-03 2014-12-16 삼성테크윈 주식회사 Method for recognizing travelling route of vehicle and apparatus thereof
KR20230119881A (en) * 2022-02-08 2023-08-16 충북대학교 산학협력단 Route information providing method for autonomous driving and electronic device supporting the same

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249366B1 (en) * 2011-10-17 2013-04-01 주식회사 만도 Apparatus for detecting lane and control method of it
KR101351919B1 (en) 2012-05-23 2014-01-24 현대모비스 주식회사 Lane Keeping Assist System and Method
KR102589967B1 (en) 2017-12-29 2023-10-16 삼성전자주식회사 Method and apparatus of detecting line
KR102246418B1 (en) * 2019-08-21 2021-04-29 한양대학교 산학협력단 Lane keeping method and apparatus thereof
KR102274805B1 (en) * 2020-03-03 2021-07-07 한양대학교 산학협력단 Method for controling vehicle in abnornal situation of lkas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001010518A (en) * 1999-06-25 2001-01-16 Honda Motor Co Ltd Vehicle steering control device
JP2003099897A (en) 2001-09-20 2003-04-04 Nissan Motor Co Ltd Curve travel assisting device
JP2006151066A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Aisin Seiki Co Ltd Travel support apparatus of vehicle
KR100738375B1 (en) 2006-07-19 2007-07-12 주식회사 만도 Method and system for providing steering controlling to automobile by using video signal of camera

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001010518A (en) * 1999-06-25 2001-01-16 Honda Motor Co Ltd Vehicle steering control device
JP2003099897A (en) 2001-09-20 2003-04-04 Nissan Motor Co Ltd Curve travel assisting device
JP2006151066A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Aisin Seiki Co Ltd Travel support apparatus of vehicle
KR100738375B1 (en) 2006-07-19 2007-07-12 주식회사 만도 Method and system for providing steering controlling to automobile by using video signal of camera

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101272424B1 (en) * 2009-09-24 2013-06-07 주식회사 만도 Method and System for Assisting Lane Keeping
KR101473426B1 (en) * 2010-11-03 2014-12-16 삼성테크윈 주식회사 Method for recognizing travelling route of vehicle and apparatus thereof
KR101272382B1 (en) 2013-05-15 2013-06-07 주식회사 만도 Method and System for Assisting Lane Keeping
KR20230119881A (en) * 2022-02-08 2023-08-16 충북대학교 산학협력단 Route information providing method for autonomous driving and electronic device supporting the same
KR102642747B1 (en) 2022-02-08 2024-03-04 충북대학교 산학협력단 Route information providing method for autonomous driving and electronic device supporting the same

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