KR101028284B1 - 차량 충돌 방지 방법 - Google Patents

차량 충돌 방지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CCD카메라와, 상기 CCD카메라에서 촬영된 영상신호를 처리하는 디지털 신호 처리부를 갖는 차량의 충돌 방지 방법에 관한 것으로서, 상기 CCD카메라가 차량 전방의 피사체를 촬영하여 아날로그 영상신호를 출력하는 제1과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 제2과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 디지털 데이터를 필터링하여 피사체 데이터를 추출하는 제3과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 추출한 피사체 데이터를 2차원 이미지화하는 제4과정과; 마이컴이 상기 이미지에 기초하여 상기 피사체까지의 거리를 산출하여 상기 차량의 차속과 조향각과 비교하여 충돌여부를 판단하는 제5과정과; 상기 판단결과 충돌될 것으로 판단되면 자동으로 브레이크와 조향각 구동모터 중 적어도 어느 하나를 구동시키는 제6과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, CCD카메라에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 충돌여부를 사전에 인식하여 대처할 수 있게 된다.
차량, 충돌, 방지, CCD카메라

Description

차량 충돌 방지 방법{method for preventing crash of vehicle}
도 1은 본 발명에 따른 차량 충돌 방지 시스템의 설치 상태도,
도 2는 본 발명에 따른 차량 충돌 방지 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량 충돌 방지 방법의 순서도,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
11 : CCD 카메라 12 : 적외선 센서
13 : DSP 처리부 14 : 차속 센서
15 : 조향각 센서 17 : 경보장치
18 : 조향휠 회전모터 19 : 브레이크
20 : 마이컴
본 발명은 차량 충돌 방지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CCD카메라에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 충돌여부를 사전에 인식하여 대처하도록 한 차량 충돌 방지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도로에서 차량주행시 각 차선 별로 여러 차량들이 동시에 주행하기 때문에 운전자가 브레이크 조작과 조향핸들 조작을 주위 깊게 해야 만이 옆차선의 차량과 충돌하지 않고 안전한 주행을 할 수 있다.
그러나, 운전자가 졸음운전으로 인해 앞차가 정지되어 있는 것을 알지 못하고 브레이크를 적절하게 작동하지 못하는 경우에 앞차와 추돌사고를 일으킬 수 있으며, 졸음운전중 무의식적으로 조향핸들을 좌우측으로 조작하는 경우에는 주행중인 차량이 옆차선으로 진입하여 해당 차선의 다른 차량과 충돌하게 되어 안전운행을 보장하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, CCD카메라에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 충돌여부를 사전에 인식하여 대처할 수 있는 차량 충돌 방지 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, CCD카메라와, 상기 CCD카메라에서 촬영된 영상신호를 처리하는 디지털 신호 처리부를 갖는 차량의 충돌 방지 방법에 있어서, 상기 CCD카메라가 차량 전방의 피사체를 촬영하여 아날로그 영상신호를 출력하는 제1과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 제2과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 디지털 데이터를 필터링하여 피사체 데이터를 추출하는 제3과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 추출한 피사체 데이터를 2차원 이미지화하는 제4과정과; 마이컴이 상기 이미지에 기초하여 상기 피사체까지의 거리를 산출하여 상기 차량의 차속과 조향각과 비교하여 충돌여부를 판단하는 제5과정과; 상기 판단결과 충돌될 것으로 판단되면 자동으로 브레이크와 조향각 구동모터 중 적어도 어느 하나를 구동시키는 제6과정을 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 제2과정은, 상기 디지털신호 처리부가 CCD카메라의 아날로그 영상신호를 그레이스케일 디지털 데이터로 변환하는 과정과; 상기 디지털신호 처리부가 그레이스케일 디지털 데이터를 히스토그램 처리하여 막대 그래프로 변환하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제3과정은, 상기 디지털신호 처리부가 상기 막대 그래프를 에지 마스크로 필터링하여 일정 크기의 스레숄드(threshold)를 기준으로 에지 데이터를 추출하는 과정과; 상기 디지털신호 처리부가 추출한 에지 데이터들을 허용오차와 비교하는 과정과; 상기 비교결과 상기 허용오차이하인 에지 데이터를 '0' 또는 '1'의 값을 갖는 2진 데이터로 변환하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제4과정은, 상기 변환된 2진 데이터를 X축과 Y축의 2차원 이미지화하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제5과정은, 상기 DSP처리부가 상기 이미지에서 피사체로 인식되는 위치와 면적을 계산하는 과정과; 상기 마이컴이 상기 피사체까지의 거리와 현재 차속 및 주행방향을 감지하는 과정과; 상기 마이컴이 상기 피사체의 위치와 면적 및 주 행방향 정보에 기초하여 상기 피사체를 피하기 위해 필요한 조향각을 산출하는 과정과; 상기 마이컴은 상기 피사체까지의 거리와 위치 및 차속 및 주행방향을 비교한 결과 충돌이 예상되면 경보장치를 동작시키는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제6과정은, 상기 경보장치 동작 후 상기 마이컴이 브레이크 장치 또는 조향각 센서를 감지하여 브레이크가 구동되지 않거나 주행방향이 변경되지 않은 경우, 상기 마이컴은 브레이크 장치를 자동으로 구동하거나 상기 산출한 조향각만큼 주행방향을 자동변경하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 충돌 방지 시스템의 설치 상태도이고, 도 2는 도 1의 차량 충돌 방지 시스템의 제어 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, CCD 카메라(11)와 DSP처리부(13) 및 마이컴(20), 경보장치(17)를 차량(1)의 전방에 설치한다. 그리고, 차속센서와 조향각 센서 및 브레이크 장치는 통상적으로 차량(1)의 전방에 설치되며, 도 1에서는 도시를 생략하였다.
본 발명에 따른 차량 충돌 방지 시스템의 제어 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, CCD 카메라(11)와, CCD카메라(11)에서 출력되는 아날로그 영상데이터를 처리하여 2차원 이미지를 출력하는 디지털신호 처리부(이하 DSP 처리부라 칭함)(13)와, 2차원 이미지에서 피사체를 인식하여 적외선 센서(12)에서 감지된 피사체까지의 거리와 차속센서(14)에서 감지된 현재 차속과 조향각 센서(15)에서 감지된 조향각에 기초하여 피사체와의 충돌가능성을 판단하고 판단결과 충돌가능으로 판단되면 경보 장치(17)를 동작시키는 마이컴(20)으로 구성된다.
또한, 마이컴(20)은 충돌가능으로 판단시 경보장치(17)를 동작후 일정 시간내에 조향휠 회전모터(18)가 구동되지 않거나 브레이크(19)가 구동되지 않으면, 자동으로 조향휠 회전 모터(18)와 브레이크(19)를 구동시켜 피사체를 피해가도록 제어한다. 여기서, 상기 마이컴(20)은 차량내 각종 전자장치를 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)내에 구현하는 것이 바람직하다.
CCD카메라(11)는 차량의 고유한 주파수로 적외선을 방사하여, 다른 차량의 적외선 광원과의 간섭을 피하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 충돌 방지 방법의 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, S1단계에서 차량 충돌 모니터링 스위치를 온시킨다. S2단계에서 CCD카메라가 차량 전방을 촬영하여 아날로그 영상신호를 출력한다. S3단계에서, DSP처리부(13)는 CCD카메라의 아날로그 영상신호를 디지털로 변환하여 그레이스케일 디지털 데이터로 변환한다. S4단계에서 DSP처리부(13)는 그레이스케일 디지털 데이터를 히스토그램 처리하여 막대 그래프로 변환한다. S5단계에서 DSP처리부(13)는 막대 그래프를 에지 마스크로 필터링하여 일정 크기 이상인 에지 데이터를 추출하고, S6단계에서 에지 데이터들을 허용오차와 비교한다. DSP처리부(13)는 S7단계의 비교결과 에지 데이터가 허용오차 이상이면 S4단계로 리턴하고, DSP처리부(13)는 허용오차 이하이면 S7단계에서 허용오차이하인 에지 데이터를 '0' 또는 '1'의 값을 갖는 2진 데이터로 변환한다. S8단계에서 DSP처리부(13)는 2진화 데이터를 X축과 Y축의 2차원으로 이미지화한다. S9단계에서 DSP처리부(13)는 2차원 이미지에서 피사체로 판단되는 픽셀면적 및 위치 계산한다. S10단계에서 마이컴(20)은 적외선 센서(12)와 차속센서(14)와 조향각 센서(15)에 의해 피사체까지의 거리 및 현재 차속과 주행방향을 감지한다. S11단계에서 마이컴(20)은 2차원 피사체 이미지에서 피사체의 위치와 거리 및 현재 주행방향에 기초하여 충돌가능성을 계산한다. S12단계에서 마이컴(20)은 피사체까지의 거리와 현재 차속을 비교한 결과 충돌가능성이 있는 것으로 판단되면, S13단계에서 마이컴(20)은 경보장치(17)를 구동하여 경보음을 발생한다. 이는 운전자가 직접 피사체와의 충돌을 피하도록 하기 위함이다. 이어서, S14단계에서 마이컴(20)은 브레이크(19)의 구동상태 또는 조향각 센서(15)를 감지하여 브레이크가 구동되는지 또는 주행 방향이 변경되었는지 판단한다. S14단계에서 아닌 것으로 판단되면, S15단계에서 마이컴(20)은 2차원 피사체 이미지에서 피사체의 면적과 위치 및 현재 주행방향에 기초하여 피사체를 피하기 위해 필요한 조향각을 산출한다. S16단계에서 마이컴(20)은 브레이크(19)를 자동으로 구동하고 조향휠 회전모터(18)를 회전시켜 주행 방향을 산출된 조향각만큼 자동변경한다.
한편, S12단계의 판단결과 충돌가능성이 없으면 S17단계에서 마이컴(20)은 현재의 차속 및 주행방향을 유지한다.
이러한 구성에 의하여, 차량 주행중에 CCD카메라로 전방의 피사체를 촬영한 아날로그 신호를 2차원으로 디지털 이미지화하여 피사체 이미지를 검출하고, 검출된 피사체 이미지와 현재 차속과 조향각으로 충돌가능성을 판단하여, 그 결과에 따라 경보를 발생시키거나 주행방향을 변경하거나 브레이크를 구동시킴으로써, 차량 충돌을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, CCD카메라에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 충돌여부를 사전에 인식하여 대처할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. CCD카메라와, 상기 CCD카메라에서 촬영된 영상신호를 처리하는 디지털 신호 처리부를 갖는 차량의 충돌 방지 방법에 있어서,
    상기 CCD카메라가 차량 전방의 피사체를 촬영하여 아날로그 영상신호를 출력하는 제1과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 제2과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 디지털 데이터를 필터링하여 피사체 데이터를 추출하는 제3과정과; 상기 디지털 신호처리부가 상기 추출한 피사체 데이터를 2차원 이미지화하는 제4과정과; 마이컴이 상기 이미지에 기초하여 상기 피사체까지의 거리를 산출하여 상기 차량의 차속과 조향각과 비교하여 충돌여부를 판단하는 제5과정과; 상기 판단결과 충돌될 것으로 판단되면 자동으로 브레이크와 조향각 구동모터 중 적어도 어느 하나를 구동시키는 제6과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2과정은,
    상기 디지털신호 처리부가 상기 CCD카메라의 아날로그 영상신호를 그레이스케일 디지털 데이터로 변환하는 과정과;
    상기 디지털신호 처리부가 그레이스케일 디지털 데이터를 히스토그램 처리하여 막대 그래프로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3과정은,
    상기 디지털신호 처리부가 상기 막대 그래프를 에지 마스크로 필터링하여 일정 크기의 쓰레숄드를 기준으로 에지 데이터를 추출하는 과정과;
    상기 디지털신호 처리부가 추출한 에지 데이터들을 허용오차와 비교하는 과정과;
    상기 비교결과 상기 허용오차이하인 에지 데이터를 '0' 또는 '1'의 값을 갖는 2진 데이터로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4과정은,
    상기 디지털신호 처리부가 변환된 2진 데이터를 X축과 Y축의 2차원 이미지화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제5과정은,
    상기 디지털신호 처리부가 상기 이미지에서 피사체로 인식되는 위치와 면적 을 계산하는 과정과;
    상기 마이컴이 상기 피사체까지의 거리와 현재 차속 및 주행방향을 감지하는 과정과;
    상기 마이컴이 상기 피사체의 위치와 면적 및 주행방향 정보에 기초하여 상기 피사체를 피하기 위해 필요한 조향각을 산출하는 과정과;
    상기 마이컴은 상기 피사체까지의 거리와 위치 및 차속 및 주행방향을 비교한 결과 충돌이 예상되면 경보장치를 동작시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제6과정은,
    상기 경보장치 동작 후 상기 마이컴이 브레이크 장치 또는 조향각 센서를 감지하여 브레이크가 구동되지 않거나 주행방향이 변경되지 않은 경우, 상기 마이컴은 브레이크 장치를 자동으로 구동하거나 상기 산출한 조향각만큼 주행방향을 자동변경하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.
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