KR101265744B1 - Probe car-based system for sensing road surface condition automatically using polarized image and ecu information - Google Patents

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KR101265744B1
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김영민
백남철
장진환
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한국건설기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A movable system for automatically detecting a road surface condition using a polarized light image and information from an ECU(Electronic Control Unit) is provided to movably measure a unit road surface condition in a road section using a probe car, thereby determining the road surface condition in real time. CONSTITUTION: A movable system(100) for automatically detecting a road surface condition using a polarized light image and information from an ECU(Electronic Control Unit) comprises an outside car sensor(110), an ECU(120), a GPS(Global Positioning System) module(140), an acceleration sensor, a sensor information gathering module(130), an image acquiring module(150), and an image processing module(160). A driving car is a probe car movably measuring a unit road surface condition in a road section. A method for determining the road surface condition with the image processing module includes: a step of firstly determining the road surface condition depending on road surface image information by applying an algorithm for determining the road surface condition; a step of secondly determining the road surface condition depending on a first sensor information including road surface temperature information and humidity information by applying an algorithm for measuring slipping; and a step of finally determining the road surface condition with calculating the slip ratio of the car depending on driving environment information, and a second or third sensor information by applying an algorithm for measuring road defects. [Reference numerals] (110) Outside car sensor; (111) Non-contact temperature sensor; (112) Humidity sensor; (130) Sensor information gathering module; (140) GPS module(external type); (150) Image acquiring module; (160) Image processing module; (170) Power supply device; (200) Inside of a vehicle(probe car); (AA,GG) Outside temperature information; (BB,HH) Vehicle driving speed information; (CC,II) GPS information; (DD) First and second cameras equipped with a polarizing filer; (EE) Road surface image information; (FF,MM) Road surface temperature information; (JJ) Acceleration sensor information; (KK,NN) Humidity information

Description

편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템 {PROBE CAR-BASED SYSTEM FOR SENSING ROAD SURFACE CONDITION AUTOMATICALLY USING POLARIZED IMAGE AND ECU INFORMATION}Mobile road surface automatic detection system using polarized image and ECC information {PROBE CAR-BASED SYSTEM FOR SENSING ROAD SURFACE CONDITION AUTOMATICALLY USING POLARIZED IMAGE AND ECU INFORMATION}

본 발명은 노면상태 자동검지 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 시험차량(Probe Car) 기반으로 도로 노면의 편광영상을 촬영하고, ECU(Electronic Control Unit)에서 생성된 주행환경 정보에 따라 도로 노면의 상태를 자동으로 검지하는, 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a road surface automatic detection system, and more specifically, to take a polarized image of the road surface on the basis of the test vehicle (Probe Car), according to the driving environment information generated by the ECU (Electronic Control Unit) The present invention relates to a mobile road surface automatic detection system using polarization image and ECU information which automatically detects a state.

통상적으로, 수막, 결빙, 적설 등의 악천후 노면상태 정보는 효율적인 도로관리 및 교통안전에 중요한 역할을 한다. 기존의 노면상태 관리는 도로 기상정보 시스템(Road Weather Information System: RWIS)라는 장비를 활용하고 있으며, 이러한 RWIS는 기상관측 시스템의 자료를 이용하여 도로 노면 및 대기의 상태 예측 시스템으로 예측정보까지 제공할 수 있는 시스템이다.Generally, bad weather conditions such as water film, freezing and snow cover play an important role in efficient road management and traffic safety. The existing road condition management utilizes a device called Road Weather Information System (RWIS). The RWIS provides forecast information to the road surface and the atmospheric condition prediction system using the data of the weather observation system. System.

이러한 RWIS는 측정된 기상데이터와 노면상태 정보를 실시간으로 제공함으로써, 운전자의 운행 예정지역의 도로 기상정보를 사전에 제공하여 운전자에게 안전 운행을 위한 정보를 제공해주며, 또한, 도로 운영자에게 도로관리에 대한 효율적인 의사결정 정보를 제공해줄 수 있다.The RWIS provides the driver with information for safe driving by providing the measured weather data and the road surface condition information in real time, thereby providing the driver with the weather information of the area to be operated by the driver in advance, It is possible to provide efficient decision-making information.

하지만 이러한 RWIS는 노면의 상태를 검지하기 위해 온도센서, 레이저 등 다양한 센서를 이용하고 있지만, 이러한 RWIS는 장비 설치 및 유지관리비가 매우 고가이기 때문에 그 보급에 한계가 있다.However, such a RWIS uses various sensors such as a temperature sensor and a laser to detect the state of the road surface. However, such a RWIS is limited in the spread of the equipment because it is expensive to install and maintain the equipment.

한편, 도로의 동결, 적설 등의 위험 상태를 자동으로 감지하여 이를 운전자에게 미리 알려줌으로써 운전사고를 줄이기 위한 노면상태 판별장치에 관한 여러 기술들이 공지되어 있다.On the other hand, various technologies related to a road surface condition determining device for automatically detecting a dangerous state such as freezing and snowing of a road and informing the driver thereof in advance to reduce a driving accident are known.

종래의 노면상태 판별장치들은 매설식 센서를 장착하거나 사람이 도로의 각 지점에 설치되어 있는 카메라를 주시하여 판단하는 방법을 이용하고 있다. 그러나 이러한 종래의 노면상태 판별장치들은 상대적으로 높은 장착비용, 인건비 상승 및 잦은 고장 등의 문제점이 있었다.Conventional road surface condition determination devices use a method in which a buried sensor is installed or a person looks at a camera installed at each point on the road to judge it. However, such conventional road surface condition determination devices have problems such as relatively high installation cost, labor cost increase, and frequent failure.

또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도로에 설치된 카메라로부터 취득된 영상 정보와 주변에 설치된 센서를 통해 얻어진 온도 또는 습도 등의 추가 정보를 분석하여 노면상태를 자동으로 판단하는 노면상태 판별장치가 연구되고 있다. 예를 들면, 편광필터를 회전시키면서 노면상태를 판정하는 방법이 있다.In order to solve such a problem, a road surface condition determining device for automatically determining a road surface condition by analyzing image information acquired from a camera installed on a road and additional information such as temperature or humidity obtained through a sensor installed in the vicinity is studied have. For example, there is a method of determining the road surface state while rotating the polarizing filter.

한편, 실시간 노면정보(Surface Condition Information)의 취득 및 활용을 위해 국내외에서 많은 연구 사례 및 기술개발 사례가 존재한다. 하지만 현재 실제 도로 현장에서 활용중인 노면정보 취득 기술은 그 특성상 설치 및 운영비용이 매우 고가이거나(레이저, 레이더 기반), 특정 지점만을 대상으로 하는 검지 시스템 위주로 기술개발이 이루어져(지점 기반 고정식 노면센서 위주) 광범위한 도로 구간을 커버하는데 한계가 존재한다.On the other hand, there are many cases of research and technology development in domestic and overseas for obtaining and utilizing real-time surface condition information. However, the technology for the acquisition of road surface information currently used in actual roads is very expensive (installation based on laser and radar based), and the technology development is mainly focused on detection systems targeting only specific points ) There is a limit to cover a wide range of roads.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 구미권 국가를 중심으로 트레일러 형태의 미끄럼 마찰계수 측정장비(Continuous Friction Tester: CFT)를 활용 중에 있으나, ISO IS 8349 등 국제 표준에 의거한 측정 방식의 한계(도로 상 저속 운행으로 교통류에 방해, 고가의 살수장비 필요 등)로 인하여 보급 확산에 어려움을 겪고 있다. 또한, 미끄럼 마찰계수 측정장비에서 미끄럼 측정시, 실제 차량의 미끄럼이 발생하여야만 정확한 측정이 가능하다는 점에서 문제점이 제시되고 있다.In order to solve these problems, the trailer-type continuous friction tester (CFT) is being used mainly in the countries of the Gumi region. However, the limitation of the measurement method according to the international standards such as ISO IS 8349 , It is difficult to spread the supply due to the obstruction of traffic flow and the need for expensive watering equipment). In addition, a problem is suggested in that a slip measurement of a slip friction coefficient measuring device can accurately measure a slip of an actual vehicle.

대한민국 공개특허번호 제2012-85935호(공개일: 2012년 8월 1일), 발명의 명칭: "물체 식별장치, 이동체 제어 장치, 및 정보제공 장치"Korean Patent Publication No. 2012-85935 (published on Aug. 1, 2012), entitled "Object Identification Device, Moving Object Control Device, and Information Providing Device" 대한민국 등록특허번호 제10-514774호(출원일: 2003년 2월 6일), 발명의 명칭: "이동체용 안전장치"Korean Patent No. 10-514774 filed on Feb. 6, 2003, entitled "Safety Device for Mobile Body" 일본 공개특허번호 제2011-150688호(공개일: 2001년 8월 4일), 발명의 명칭: "입체물 식별장치 및 이를 구비한 이동체 제거 장치 및 정보제공 장치"Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-150688 (published on Aug. 4, 2001), entitled "3D object identification device and moving object removal device and information providing device having the same" 일본 공개특허번호 제2012-84121호(공개일: 2012년 4월 26일), 발명의 명칭: "물체 식별장치 및 이를 구비한 이동체 제거 장치 및 정보제공 장치"Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-84121 (Publication date: Apr. 26, 2012), entitled "Object Identification Device and Moving Object Removing Device and Information Providing Device Including the Same & 대한민국 공개특허번호 제2011-61741호(공개일: 2011년 6월 10일), 발명의 명칭: "노면상태 판별 장치 및 노면상태 판별 방법"Korean Patent Publication No. 2011-61741 (Publication date: June 10, 2011), title of the invention: "Road surface condition determination device and road surface condition determination method" 대한민국 공개특허번호 제2005-109565호(공개일: 2005년 11월 21일), 발명의 명칭: "표면 상태 데이터를 검출하는 장치"Korean Patent Publication No. 2005-109565 (published on November 21, 2005), entitled "Apparatus for detecting surface state data" 미국 등록특허번호 제7,652,584호(출원일: 2004년 3월 15일), 발명의 명칭: "Device for Detection Of Surface Condition Data"U.S. Patent No. 7,652,584 filed on March 15, 2004, entitled "Device for Detection of Surface Condition Data" 미국 등록특허번호 제5,652,655호(출원일: 1994년 6월 29일), 발명의 명칭: "Road Surface Discriminator And Apparatus Applying Same"U.S. Patent No. 5,652,655 filed on June 29, 1994, entitled "Road Surface Discriminator And Apparatus Applying Same"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 편광필터가 부착된 카메라를 주행차량에 장착하여 편광 노면영상을 획득하고, 주행차량의 ECU에서 생성되는 차량주행 정보를 반영하여 도로 노면상태를 자동으로 검지할 수 있는, 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to mount a camera equipped with a polarization filter on the driving vehicle to obtain a polarized road surface image, and reflect the vehicle driving information generated by the ECU of the driving vehicle road surface An object of the present invention is to provide a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information, which can automatically detect a state.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 시험차량(Probe Car)을 활용하여 도로 구간의 단위 노면상태를 이동식으로 측정함으로써 실시간으로 노면상태를 판별할 수 있는, 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is a mobile road surface using polarized images and ECU information, which can determine a road surface state in real time by measuring a unit road state of a road section by using a test vehicle. It is to provide a state automatic detection system.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은, 주행차량 외부에 장착되어 노면온도 정보와 습도 정보를 포함하는 제1 센서 정보를 생성하는 차량외부 센서; 주행차량 내부에 장착되어 차량주행속도 정보와 외부온도 정보를 포함하는 주행환경 정보를 생성하는 ECU(Electronic Control Unit); 주행차량의 현재위치에 따른 GPS 정보인 제2 센서 정보를 수신하는 GPS 모듈; 주행중인 도로의 굴곡상태에 대응하는 가속도센서 정보인 제3 센서 정보를 생성하는 가속도 센서; 상기 제1 내지 제3 센서 정보 및 상기 주행환경 정보를 취합하는 센서정보 취합 모듈; 주행차량에 장착되는 수평 및 수직 편광필터가 부착된 두 대의 카메라를 사용하여 주행차량 전방의 노면영상을 촬영하고 노면영상 정보를 생성하는 영상취득 모듈; 및 상기 영상취득 모듈에서 취득된 노면영상 정보와 상기 센서정보 취합 모듈에서 취합한 제1 내지 제3 센서 정보 및 주행환경 정보를 수신하여 노면상태 판단 알고리즘, 미끄럼 측정 알고리즘 및 도로불량 측정 알고리즘을 적용하여 노면상태를 판별하는 영상처리 모듈을 포함하되, 상기 주행차량은 도로 구간의 단위 노면상태를 이동식으로 측정하는 시험차량(Probe Car)이고, 상기 영상처리 모듈은, 상기 노면상태 판단 알고리즘을 적용하여 노면영상 정보에 따라 노면상태를 1차적으로 판단하고, 다음으로 상기 미끄럼 측정 알고리즘을 적용하여 상기 노면온도 정보와 습도 정보를 포함하는 제1 센서 정보에 따라 노면상태를 2차적으로 판단하며, 다음으로 상기 도로불량 측정 알고리즘을 적용하여 상기 주행환경 정보 및 제2 내지 제3 센서 정보에 따른 차량의 슬립률을 산출하여 노면상태를 최종적으로 판단하는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-described technical problem, the mobile road surface automatic detection system using the polarized image and the ECU information according to the present invention, the first sensor information mounted on the outside of the vehicle to include road surface temperature information and humidity information A vehicle external sensor generating a; An ECU (Electronic Control Unit) mounted in the traveling vehicle to generate traveling environment information including the vehicle traveling speed information and the external temperature information; A GPS module configured to receive second sensor information which is GPS information according to a current position of the driving vehicle; An acceleration sensor for generating third sensor information, the acceleration sensor information corresponding to a curved state of a running road; A sensor information collecting module which collects the first to third sensor information and the driving environment information; An image acquisition module for photographing a road surface image in front of the vehicle and generating road surface image information by using two cameras equipped with horizontal and vertical polarization filters mounted to the vehicle; And receiving road surface image information acquired by the image acquisition module, first to third sensor information and driving environment information collected by the sensor information collection module, and applying a road surface determination algorithm, a slip measurement algorithm, and a road failure measurement algorithm. And an image processing module for determining a road surface state, wherein the driving vehicle is a test vehicle that measures a unit road surface state of a road section in a mobile manner, and the image processing module applies a road surface determination algorithm. The road surface state is primarily determined according to the image information, and then the road surface state is secondarily determined according to the first sensor information including the road surface temperature information and the humidity information by applying the slip measurement algorithm. Applying the road failure measurement algorithm according to the driving environment information and the second to third sensor information And calculating the slip rate of the quantity characterized in that determining the road surface condition last.

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여기서, 상기 차량외부 센서는 주행차량의 정면에 장착되는 비접촉식 온도 센서를 사용하여 노면온도를 측정하고, 주행차량의 후면에 장착되는 습도 센서를 사용하여 습도를 측정하는 것을 특징으로 한다.Here, the vehicle external sensor may measure road surface temperature using a non-contact temperature sensor mounted on the front of the driving vehicle, and measure humidity using a humidity sensor mounted on the rear of the driving vehicle.

여기서, 상기 센서정보 취합 모듈은 상기 ECU와 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하여 상기 ECU의 OBD-Ⅱ 단자를 통해 차량주행속도 정보와 외부온도 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.Here, the sensor information collection module performs a CAN (Controller Area Network) communication with the ECU and receives vehicle driving speed information and external temperature information through the OBD-II terminal of the ECU.

여기서, 상기 센서정보 취합 모듈은 상기 가속도 센서 정보(제3 센서 정보)를 활용하여 도로면 굴곡 상태를 검지하고, 상기 가속도 센서는 상기 센서정보 취합 모듈에 일체형으로 장착되는 것을 특징으로 한다.Here, the sensor information collecting module detects the road surface curvature by using the acceleration sensor information (third sensor information), and the acceleration sensor is integrally mounted to the sensor information collecting module.

여기서, 상기 영상취득 모듈은 수평 및 수직 편광필터가 장착된 두 대의 카메라가 동일한 노면 촬영지점을 동시에 촬영하고, 상기 카메라가 내장되는 카메라 케이스는 전면유리 고정 흡착판으로 차량 내부 전면 유리에 부착되는 것을 특징으로 한다.Here, the image acquisition module is characterized in that the two cameras equipped with horizontal and vertical polarization filter to simultaneously photograph the same road surface shooting point, the camera case is built in the front glass fixed adsorption plate is attached to the vehicle front glass It is done.

여기서, 상기 영상취득 모듈은 노면온도 측정 지점의 조절이 가능하도록 각도 조절 브라켓을 사용하여 상기 카메라의 촬영각도 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.Here, the image acquisition module is characterized in that it is possible to adjust the shooting angle of the camera using the angle adjustment bracket to enable the adjustment of the road surface temperature measurement point.

여기서, 상기 영상처리 모듈은 예컨대 터치스크린 방식으로 사용자 인터페이스가 용이한 PC를 적용하여 구성되고, 상기 PC는 차량용 거치대를 사용하여 주행차량에 고정 장착되는 것을 특징으로 한다.Here, the image processing module is configured by applying a PC that is easy to use a user interface, for example, by a touch screen method, wherein the PC is fixedly mounted to a traveling vehicle using a vehicle holder.

여기서, 상기 영상처리 모듈은 상기 미끄럼 측정 알고리즘을 적용하여 상기 ECU의 차량주행속도 정보와 상기 GPS 정보를 비교하고 상기 주행차량의 미끄러짐 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The image processing module may be configured to compare the vehicle driving speed information of the ECU with the GPS information by applying the slip measurement algorithm and determine whether the driving vehicle is slipped.

여기서, 상기 영상처리 모듈은 수집된 정보를 표출하거나 저장하는 사용자 인터페이스를 포함하며, 상기 사용자 인터페이스는 상기 센서정보 취합 모듈, 상기 영상취득 모듈 및 상기 영상처리 모듈의 각각의 동작 상태를 확인하거나 설정을 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.Here, the image processing module includes a user interface for displaying or storing the collected information, wherein the user interface checks or sets an operation state of each of the sensor information collection module, the image acquisition module, and the image processing module. It can be changed.

여기서, 상기 차량외부 센서, 상기 센서정보 취합 모듈, 상기 영상취득 모듈 및 상기 영상처리 모듈에 각각의 전원을 공급하는 전원공급장치를 추가로 포함하며, 상기 전원공급장치는 주행차량의 내부 전원인 시거잭을 사용하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a power supply device for supplying power to the external sensor, the sensor information collection module, the image acquisition module, and the image processing module, wherein the power supply device is an internal power source of the driving vehicle. It characterized in that to use.

본 발명에 따르면, 편광필터가 부착된 카메라를 주행차량에 장착하여 편광 노면영상을 획득하고, 주행차량의 ECU에서 생성되는 차량주행 정보, 예를 들면, 슬립률을 반영하여 도로 노면상태를 자동으로 검지함으로써, 실시간 도로 노면상태를 간편하게 측정할 수 있다.According to the present invention, a polarized road surface image is acquired by mounting a camera with a polarizing filter on a traveling vehicle, and the road surface state is automatically calculated by reflecting the vehicle running information generated by the ECU of the traveling vehicle, It is possible to easily measure the road surface condition on a real time basis.

본 발명에 따르면, 시험차량(Probe Car)을 활용하여 도로 구간의 단위 노면상태를 이동식으로 측정하여 실시간으로 노면상태를 판별함으로써, 넓은 도로구간을 경제적으로 측정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to economically measure a wide road section by measuring the unit road surface condition of the road section by using a test car to determine the road surface condition in real time.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템이 차량에 장착되는 것을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템이 장착된 차량의 주행을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 블록구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 차량외부 센서가 노면온도 및 습도를 측정하는 것을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상취득 모듈의 구체적인 구성도이다.
도 6a 내지 도 6d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상취득 모듈의 구조를 나타내는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 센서정보 취합 모듈의 구체적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 ECU 제공 정보를 나타내는 테이블이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 ECU의 OBD-Ⅱ 단자정보를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상처리 모듈의 구체적인 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 PC가 차량에 설치되는 것을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 PC 내에 구현되는 소프트웨어의 구성도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 스테레오 카메라가 시험차량에 장착되는 것을 예시하는 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 스테레오 카메라의 촬영 영상을 예시하는 사진이다.
FIG. 1 is a view illustrating a mobile road surface state automatic detection system using polarized images and ECU information according to an exemplary embodiment of the present invention mounted on a vehicle.
2 is a diagram illustrating a driving of a vehicle equipped with a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example in which a vehicle external sensor measures the road surface temperature and humidity in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.
5 is a specific configuration diagram of an image acquisition module in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention.
6A to 6D are views illustrating a structure of an image acquisition module in a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information, respectively, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a specific configuration diagram of a sensor information collecting module in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention.
8 is a table showing ECU provided information in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing OBD-II terminal information of an ECU in a portable road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention.
10 is a specific configuration diagram of an image processing module in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a PC installed in a vehicle in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.
12 is a configuration diagram of software implemented in a PC of a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating that a stereo camera of a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention is mounted on a test vehicle.
FIG. 14 is a photograph illustrating a captured image of the stereo camera illustrated in FIG. 13.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은, 수직 및 수평 편광필터를 통과해 수집된 영상을 노면상태 판단 알고리즘으로 분석하여 노면상태를 판별하되, 노면온도 및 외부온도에 따라 노면상태 검지의 정확도를 높이고, 또한, 차량주행속도 정보에 대응하는 차량의 슬립률(Slip Ratio)을 산출하여 노면상태를 판단하게 된다.First, the mobile road surface automatic detection system using the polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention, by analyzing the image collected through the vertical and horizontal polarization filter by the road surface state determination algorithm, According to the road surface temperature and the outside temperature, it is possible to increase the accuracy of road surface detection and to calculate a slip ratio of the vehicle corresponding to the vehicle driving speed information.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템이 차량에 장착되는 것을 예시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템이 장착된 차량의 주행을 예시하는 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a mobile type road surface state automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention mounted on a vehicle. FIG. 2 is a diagram illustrating a polarized image and ECU information FIG. 2 is a diagram illustrating a driving of a vehicle equipped with a mobile road surface condition automatic detection system utilizing the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은, 주행차량(200)의 전방에 차량외부 센서(110), 예를 들면, 비접촉식 온도 센서를 장착하여 노면온도를 측정한다. 이러한 비접촉식 온도센서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 주행차량(200) 전면의 범퍼 또는 라디에이터 그릴(Radiator Grille) 안쪽에 장착 가능한 구조로서, 주행차량(200)의 훼손 없이 안정적으로 장착되고, 노면온도 측정 지점의 조절이 가능하도록 각도 조절이 가능한 구조를 갖는다.1 and 2, a portable road surface state automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention includes a vehicle external sensor 110 in front of a traveling vehicle 200, for example, , A non-contact temperature sensor is mounted to measure the road surface temperature. 2, the noncontact type temperature sensor can be mounted inside a bumper or a radiator grille on the front surface of the traveling vehicle 200. The noncontact temperature sensor is stably mounted without damaging the traveling vehicle 200, And has an angle adjustable structure so that the temperature measurement point can be adjusted.

또한, 주행차량(200)의 ECU(120)로부터 차량주행 정보 및 외부온도 정보인 주행환경 정보를 취득할 수 있다. 이때, ECU(120)의 OBD-Ⅱ 단자 전용 커넥터를 사용하는 OBD 단자 전용케이블을 제작함으로써, ECU(120)와 센서정보 취합 모듈(130)의 연결을 용이하게 한다.Further, it is possible to acquire the running information of the running vehicle 200 from the ECU 120 and the running environment information which is external temperature information. At this time, the OBD terminal dedicated cable using the connector dedicated to the OBD-II terminal of the ECU 120 is fabricated to facilitate the connection between the ECU 120 and the sensor information collecting module 130. [

또한, 주행차량(200)의 유리창에 영상취득 장치(150), 예를 들면, 수평 및 수직 편광필터가 부착된 2대의 카메라를 장착하여 차량 전방의 노면영상을 촬영한다. 구체적으로, 수평 및 수직 편광필터가 부착된 2대의 카메라는, 도 2에 도시된 바와 같이, 촬영각도의 조절이 가능한 구조의 케이스 내에 설치함으로써 도로노면 간의 일정 각도가 유지되고 필요시 조절될 수 있다. 즉, 수평 및 수직 편광필터가 부착된 2대의 카메라는 주행차량(200)의 내부에 장착하여 영상을 촬영하는 구조이다.In addition, the image acquisition apparatus 150, for example, two cameras with horizontal and vertical polarization filters are mounted on the glass window of the driving vehicle 200 to photograph the road surface image in front of the vehicle. Specifically, the two cameras with the horizontal and vertical polarization filters are installed in a case having a structure capable of adjusting the shooting angle, as shown in FIG. 2, so that a certain angle between road surfaces can be maintained and adjusted if necessary. . That is, two cameras having horizontal and vertical polarization filters attached thereto are mounted in the driving vehicle 200 to take images.

이때, 차량외부 센서(110)로부터 측정된 센서 정보 및 상기 ECU(120)로부터 생성된 주행환경 정보는 센서정보 취합 모듈(130)에서 취합하여 영상처리 모듈(160), 예를 들면, PC로 전달한다. 구체적으로, 센서정보 취합 모듈(130)은 소형 크기로 제작하여 주행차량(200)의 유리창에 부착하여 사용할 수 있고, 육안으로 동작 확인이 가능하며, 상기 센서정보 취합 모듈(130)은 탈착 및 부착이 용이한 구조를 갖는다.The sensor information measured from the vehicle external sensor 110 and the travel environment information generated from the ECU 120 are collected by the sensor information collecting module 130 and transmitted to the image processing module 160, do. Specifically, the sensor information collecting module 130 can be manufactured in a small size and attached to a window of the vehicle 200, and can be visually checked for operation. The sensor information collecting module 130 is detachable and attached And has an easy structure.

이에 따라 영상처리 모듈(160)은 상기 주행환경 정보, 센서 정보 및 상기 노면영상 정보에 따라 노면상태를 판별하게 된다. 이때, PC는 차량용 거치대를 사용하여 안정적으로 고정된다. 구체적으로, 후술하는 바와 같이, 상기 영상처리 모듈(160)은, 노면상태 판단 알고리즘을 적용하여 노면영상 정보에 따라 노면상태를 1차적으로 판단하고, 다음으로 상기 1차적으로 판단된 영상을 상기 주행환경정보를 반영하여 보정하여 노면상태를 2차적으로 판단하며, 다음으로 미끄럼 측정 알고리즘에 따라 상기 주행환경정보 및 제2 및 제3 센서 정보에 따른 차량의 슬립률을 산출하고, 동시에 도로불량 측정 알고리즘을 적용하여 노면의 요철상태를 확인하여 최종적으로 노면상태를 판단하게 된다.Accordingly, the image processing module 160 determines the road surface state according to the travel environment information, the sensor information, and the road surface image information. At this time, the PC is stably fixed using the car cradle. Specifically, as will be described later, the image processing module 160 primarily applies road surface condition determination algorithms to determine the road surface state according to the road surface image information, and then drives the first determined image. The road condition is secondarily determined by reflecting and correcting the environmental information. Next, the slip ratio of the vehicle according to the driving environment information and the second and third sensor information is calculated according to the sliding measurement algorithm, and at the same time, the road failure measurement algorithm is performed. Finally, the road surface is determined by checking the unevenness of the road surface.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 전원공급은 추가 작업 없이 원활한 전원공급이 가능하도록 주행차량의 시거잭을 사용하여 공급할 수 있다.Also, the power supply of the mobile road surface condition automatic detection system using the polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention can be supplied using the cigar jack of the traveling vehicle so as to smoothly supply the power without additional work.

이때, 영상처리 모듈(160)은 도로 표면의 분류가 가능하고, 불량노면상태를 판단하며, 노면영상 및 데이터를 저장할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템이 구현된 주행차량(200)은 시험차량(Probe Car)로서, 추후 분석이 가능하도록 원시 데이터(Raw Data) 정보 및 촬영 영상을 저장할 수 있다.At this time, the image processing module 160 can classify the surface of the road, determine the state of the bad road surface, and store the road surface image and data. That is, the traveling vehicle 200 implemented with the mobile road surface condition automatic detection system utilizing the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention is a test vehicle. The traveling vehicle 200 includes a raw data ) Information and a shot image can be stored.

한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 블록구성도이다.3 is a block diagram of a mobile road surface condition automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템(100)은, 차량외부 센서(110), ECU(Electronic Control Unit: 120), 센서정보 취합 모듈(130), GPS 모듈(140), 영상취득 모듈(150), 영상처리 모듈(160) 및 전원공급장치(170)를 포함하며, 도로 구간의 단위 노면상태를 측정하기 위하여 주행차량(200), 예를 들면, 일반 승용차인 시험차량(Probe Car) 내에 설치되어 실시간으로 노면상태를 판별할 수 있다.3, a portable road surface state automatic detection system 100 using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention includes a vehicle external sensor 110, an ECU (Electronic Control Unit) 120, And a power supply unit 170. The driving unit 200 includes a collection module 130, a GPS module 140, an image acquisition module 150, an image processing module 160, and a power supply unit 170, For example, in a test car, which is a general passenger car, and can determine the road surface state in real time.

차량외부 센서(110)는 주행차량(200)의 외부에 각각 장착되는 비접촉식 온도 센서(111) 및 습도 센서(112)로서, 노면온도 및 습도를 측정하여 제1 센서 정보를 생성한다. 구체적으로, 비접촉식 온도 센서(111)는 주행차량(200)의 정면에 장착되어 노면온도를 측정하고, 습도 센서(112)는 주행차량(200)의 후면에 장착되어 습도를 측정한다.The vehicle external sensor 110 is a noncontact type temperature sensor 111 and a humidity sensor 112 that are respectively mounted on the outside of the traveling vehicle 200 and measures the road surface temperature and humidity to generate the first sensor information. Specifically, the non-contact type temperature sensor 111 is mounted on the front surface of the traveling vehicle 200 to measure the road surface temperature, and the humidity sensor 112 is mounted on the rear surface of the traveling vehicle 200 to measure the humidity.

ECU(120)는 주행차량(200) 내에 장착되어 차량주행속도 정보 및 외부온도 정보를 포함하는 주행환경 정보를 생성한다. 일반적으로, ECU(200)는 자동차의 엔진, 자동변속기, ABS 등의 상태를 컴퓨터로 제어하는 전자제어 장치로서, 차량과 컴퓨터 성능의 발전과 함께 자동변속기 제어를 비롯해 구동계통, 제동계통, 조향계통 등 차량의 모든 부분을 제어하는 역할까지 하고 있다. 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템(100)에서 ECU(120)는 차량 바퀴의 회전수를 감지하여 차량주행속도를 결정하고, 외부(외기) 온도를 측정한다. 이때, 상기 주행환경 정보는 차량 내에 구축된 CAN(Controller Area Network)를 통해 센서정보 취합 모듈(130)에게 전달된다.The ECU 120 is mounted in the traveling vehicle 200 and generates traveling environment information including vehicle running speed information and external temperature information. In general, the ECU 200 is an electronic control device for controlling the state of an automobile engine, an automatic transmission, an ABS, and the like by a computer. The electronic control device includes an automatic transmission control, a drive system, a braking system, And also controls all parts of the vehicle. In the mobile road surface condition automatic detection system 100 using the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention, the ECU 120 determines the vehicle running speed by sensing the number of revolutions of the vehicle wheel, . At this time, the travel environment information is transmitted to the sensor information collection module 130 through a CAN (Controller Area Network) established in the vehicle.

GPS 모듈(140)은 주행차량(200) 내에 장착되어 상기 주행차량(200)의 현재 위치를 위도 및 경도로 표시하는 제2 센서 정보를 생성한다. 이때, 이러한 GPS 모듈(140)은 외장형일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The GPS module 140 is mounted in the driving vehicle 200 to generate second sensor information indicating the current position of the driving vehicle 200 in latitude and longitude. At this time, the GPS module 140 may be external, but is not limited thereto.

센서정보 취합 모듈(130)은 상기 차량외부 센서(110)에서 측정된 제1 센서 정보(노면온도 정보 및 습도 정보)를 취합하고, 제2 센서 정보(GPS 정보)를 취합하며, 상기 ECU(120)에서 생성된 주행환경 정보(차량주행속도 정보 및 외부온도 정보)를 취합하며, 또한, 내장된 가속도센서에 의해 제3 센서 정보(가속도센서 정보)를 취합하며, 상기 취합된 제1 내지 제3 센서 정보 및 주행환경 정보는 영상처리 모듈(160)로 전달된다.The sensor information collecting module 130 collects first sensor information (road surface temperature information and humidity information) measured by the vehicle external sensor 110 and collects second sensor information (GPS information) (The vehicle running speed information and the external temperature information) generated in the first to third sensors, and also collects the third sensor information (acceleration sensor information) by the built-in acceleration sensor, The sensor information and the travel environment information are transmitted to the image processing module 160.

영상취득 모듈(150)은 주행차량(200)의 전방에 설치되어 노면의 편광(Polarization)된 영상을 취득하여 노면영상 정보를 생성한다. 구체적으로, 상기 영상취득 모듈(150)은 수평 및 수직 편광필터가 각각 부착된 2대의 카메라일 수 있고, 수직편광으로 촬영된 영상과 수평편광으로 촬영된 영상을 수집 및 분석하여 편광성분을 추출할 수 있으며, 수집된 편광성분은 편광계수(수직 편광성분 및 수평 편광성분)를 산출할 수 있는데, 이러한 편광계수의 값으로 노면의 상태를 분석할 수 있다. 예를 들면, 이러한 편광계수를 통해 도로의 표면 반사가 심하고 적은 영역을 구분하여 도로의 젖은 표면을 분류할 수 있다. 여기서, 수평 및 수직 편광필터를 사용하여 도로 노면상태를 판별할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.The image acquisition module 150 is installed in front of the driving vehicle 200 to acquire a polarized image of the road surface to generate road surface image information. Specifically, the image acquisition module 150 may be two cameras each having a horizontal and vertical polarization filter attached thereto, and may extract polarization components by collecting and analyzing an image photographed with vertical polarization and an image photographed with horizontal polarization. The collected polarization components may calculate polarization coefficients (vertical polarization components and horizontal polarization components), and the state of the road surface may be analyzed by the values of the polarization coefficients. For example, it is possible to classify the wet surface of the road by dividing the area where the surface reflection of the road is severe and small by such a polarimeter number. Here, it will be apparent to those skilled in the art that the road surface state can be determined using horizontal and vertical polarization filters, and thus detailed description thereof will be omitted.

영상처리 모듈(160)은 상기 영상취득 모듈(150)에서 수집한 노면영상 정보와 상기 센서정보 취합 모듈(130)에서 취합한 제1 내지 제3 센서 정보 및 주행환경 정보를 활용하여 노면상태 판별 알고리즘을 수행하고, 노면상태를 판별한다. 이때, 상기 영상처리 모듈(160)은 PC로 구현될 수 있는데, 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.The image processing module 160 uses the road surface image information collected by the image acquisition module 150 and the first to third sensor information and the travel environment information collected by the sensor information collection module 130, And determines the road surface condition. At this time, the image processing module 160 may be implemented by a PC, which will be described later.

전원공급장치(170)는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템(100)의 각각의 구성요소에 전원을 공급하기 위한 것으로, 예를 들면, 추가 작업 없이 원활한 전원 공급이 가능하도록 주행차량의 내부 전원인 시거잭을 사용하여 공급할 수 있다.The power supply unit 170 supplies power to each component of the mobile road surface condition automatic detection system 100 using the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention. For example, It is possible to supply the cigar jack, which is the internal power source of the traveling vehicle,

본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템(100)의 노면상태 판단 절차는, 먼저, 상기 영상취득 모듈(150)의 수직 및 수평 편광필터를 통과하여 수집된 노면영상을 노면상태 판단 알고리즘으로 분석하여 노면의 젖음, 적설 또는 결빙 상태를 판별한다. 이후, 실시간 영상 검지의 한계를 극복하기 위하여 상기 1차적으로 판단된 영상을 상기 주행환경정보를 반영하여 보정하여 노면상태를 2차적으로 판단하고, 예를 들면, 센서정보 취합 모듈(130)에서 취합한 노면온도 정보 및 외부온도 정보를 포함하는 제1 센서 정보를 추가로 적용하여 노면상태 검지의 정확도를 높일 수 있다. 이후, 주행차량(200)의 주행환경 정보(차량주행속도 정보 및 외부온도 정보) 및 GPS 정보(제2 센서 정보)를 통해 차량의 슬립률(Slip Ratio)을 산출하고, 동시에 가속도센서 정보(제3 센서 정보)에서 판단된 정보를 추가로 적용하고 이때, 도로불량 측정 알고리즘을 적용하여 노면의 요철상태를 확인하며, 최종적으로 노면상태를 판단한다.The road surface determination procedure of the mobile road surface automatic detection system 100 using the polarization image and the ECU information according to an embodiment of the present invention, first, collected by passing through the vertical and horizontal polarization filter of the image acquisition module 150 The road image is analyzed by road condition determination algorithm to determine the wet, snow or ice state of the road surface. Subsequently, in order to overcome the limitation of real-time image detection, the first determined image is corrected by reflecting the driving environment information, and the road surface state is secondarily determined, for example, collected by the sensor information collecting module 130. The first sensor information including the road surface temperature information and the external temperature information may be additionally applied to increase the accuracy of road surface detection. Thereafter, a slip ratio of the vehicle is calculated through driving environment information (vehicle driving speed information and external temperature information) and GPS information (second sensor information) of the driving vehicle 200, and at the same time, acceleration sensor information (first 3 sensor information) is further applied, and at this time, the road failure measurement algorithm is applied to check the unevenness of the road surface, and finally determine the road surface condition.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은, 노면상태 판별절차 수행시 접촉식 방법과 비접촉식 방법을 동시에 활용하며, 차량 주행 전방영역(약 5~7m)의 노면상태를 사전에 파악함으로써 노면정보 수집차량(시험차량) 자체의 안전도를 향상시킬 수 있음은 물론, 접촉식 노면상태 판별 방법의 특징인 높은 정확도를 동시에 기대할 수 있다.Therefore, the mobile road surface state automatic detection system using the polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention utilizes both the contact method and the non-contact method at the time of performing the road surface condition determination procedure, ), It is possible not only to improve the safety of the road surface information collection vehicle (test vehicle) itself, but also to expect high accuracy, which is characteristic of the contact road surface state discrimination method.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은, 트레일러 형태의 CFT, 레이저 센서 등 고가의 외부 장비의 활용을 최소화하고, 특별한 제한조건 없이 전자제어가 이루어지는 기존의 승용차 시스템(예를 들면, 2000년대 중반 이후 출시차량)에 간편하게 적용할 수 있다.In addition, the mobile road surface state automatic detection system using the polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention minimizes the use of expensive external equipment such as a trailer type CFT and a laser sensor, The present invention can be easily applied to an existing passenger car system (for example, a vehicle released since the mid-2000s).

이에 따라 넓은 영역의 도로 구간에 대한 실시간 저비용 고효율 노면상태 검지 시스템의 구현이 가능하며, 실시간 도로 유지관리 및 교통안전 향상에 도움을 줄 수 있으며, 특히, 지능형 자동차(Smart Car) 양산 단계에서 반드시 이루어져야 하는 전방 불량노면 영역을 사전에 감시할 수 있고, 적정 권장주행속도를 제공할 수 있다.Accordingly, it is possible to realize a real time low cost and high efficiency road surface condition detection system for a wide area of road section, and it can help real time road maintenance and traffic safety improvement. Especially, it should be done at the stage of mass production of an intelligent car It is possible to monitor in advance a poor road surface area and provide a recommended recommended running speed.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 차량외부 센서가 노면온도 및 습도를 측정하는 것을 예시하는 도면이다.Meanwhile, FIG. 4 is a diagram illustrating the measurement of the road surface temperature and humidity by the vehicle external sensor in the mobile road surface condition automatic detection system using the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은 차량 주행 지점의 외부 온도를 수집 및 저장할 수 있어야 하고, 노면 감시 영역의 노면온도를 수집 및 저장할 수 있어야 한다.The mobile road surface condition automatic detection system using the polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention should be able to collect and store the outside temperature of the vehicle traveling point and collect and store the surface temperature of the road surface monitoring area.

본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 차량외부 센서(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 비접촉식 온도 센서(111)는 차량 정면에 장착되어 노면온도를 측정하고, 습도 센서(112)는 차량 후면에 장착되어 습도를 측정하여, 측정된 노면온도 정보 및 습도 정보는 센서정보 취합 모듈(130)로 전달되어 취합된다. 예를 들면, 상기 비접촉식 온도 센서(111)는 주행차량(200)의 외부 정면에 차량 범퍼 등 구조물을 사용하여 고정하고, 노면온도 정보를 상기 센서정보 취합 모듈(130)의 MCU(161)로 전송한다. 이하, 편의상 상기 노면온도 정보 및 습도 정보는 제1 센서 정보라 칭한다.4, the non-contact type temperature sensor 111 is mounted on the front of the vehicle in the mobile type road surface state automatic detection system using the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention, The humidity sensor 112 is mounted on the rear surface of the vehicle to measure the humidity, and the measured road surface temperature information and humidity information are transmitted to the sensor information collecting module 130 and collected. For example, the noncontact type temperature sensor 111 is fixed to the outer front surface of the traveling vehicle 200 by using a structure such as a vehicle bumper, and the road surface temperature information is transmitted to the MCU 161 of the sensor information collecting module 130 do. Hereinafter, for the sake of convenience, the road surface temperature information and the humidity information are referred to as first sensor information.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상취득 모듈의 구체적인 구성도이고, 도 6a 내지 도 6d는 각각 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상취득 모듈의 구조를 나타내는 도면들이다.Meanwhile, FIG. 5 is a specific configuration diagram of an image acquisition module in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6A to 6D are diagrams FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of an image acquisition module in a mobile road surface state automatic detection system using polarized images and ECU information. FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상취득 모듈(150)은 수평 편광필터(151), 수직 편광필터(152), 제1 카메라(153), 제2 카메라(154), 카메라 동기회로(155) 및 그래버(Grabber: 156)를 포함한다.5, in the mobile road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention, the image acquisition module 150 includes a horizontal polarization filter 151, a vertical polarization filter 152, 1 camera 153, a second camera 154, a camera synchronization circuit 155, and a grabber 156. [

수평 편광필터(151)가 부착된 제1 카메라(153) 및 수직 편광필터(152)가 부착된 제2 카메라(154)는 동일한 노면 촬영지점을 동시에 촬영(Stereo-Camera)한다. 이때, 상기 제1 및 제2 카메라(153, 154)에서 촬영된 노면영상 신호는 카메라 동기회로(155)를 통해 동기화되고, 그래버(156)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 도 6a에 도시된 USB 케이블(159)을 통해 영상처리 모듈(160)로 전달된다.The first camera 153 to which the horizontal polarization filter 151 is attached and the second camera 154 to which the vertical polarization filter 152 is attached simultaneously photographs the same road surface shooting point at the same time. At this time, the road surface image signals photographed by the first and second cameras 153 and 154 are synchronized through the camera synchronizing circuit 155, converted into digital signals by the grabber 156, And is transmitted to the image processing module 160 through the cable 159.

여기서, 상기 그래버(156)는 프레임 그래버(frame grabber)로서, 제1 및 제2 카메라(153, 154)와 같은 영상 매체를 통해 나타나는 아날로그 영상 신호를 샘플당 정의된 비트로 디지털화하여 개인용 컴퓨터(PC)가 처리할 수 있는 신호로 바꾸어 주는 영상 장비로서 이미지 보드라고도 한다.The grabber 156 is a frame grabber and digitizes an analog video signal appearing through an image medium such as the first and second cameras 153 and 154 into bits defined per sample and outputs it to a personal computer It is also referred to as an image board.

영상취득 모듈(150)은 수평 및 수직 편광영상을 동시에 수집 가능하도록 수평 및 수직 편광필터(151, 152)가 각각 장착된 두 대의 카메라(153, 154)가 동일한 노면 촬영지점을 동시에 촬영(Stereo-Camera)하여 영상처리 모듈로 영상을 전송할 수 있다. 이때, 상기 영상취득 모듈(150)은 렌즈 전면부에 부착한 편광필터(151, 152)를 통해 수평 및 수직 편광영상을 개별적으로 취득하여, 영상처리 모듈(160)로 전송한다.The image acquisition module 150 simultaneously captures the same road surface photographing location of two cameras 153 and 154 equipped with horizontal and vertical polarization filters 151 and 152 so that horizontal and vertical polarization images can be simultaneously collected. Camera to transmit the image to the image processing module. In this case, the image acquisition module 150 separately acquires horizontal and vertical polarized images through the polarization filters 151 and 152 attached to the front surface of the lens, and transmits them to the image processing module 160.

예를 들면, 상기 영상취득 모듈(150)은, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 상용제품인 영상취득모듈을 사용하여 구성할 수 있으며, 이러한 영상취득모듈을 활용하여 렌즈 전면에 편광필터(151, 152)를 장착할 수 있고, 전면유리 고정 흡착판(157)으로 차량 내부 전면 유리에 부착 가능한 구조로 카메라 케이스(150a)를 제작하여 사용한다.For example, as shown in FIGS. 6A to 6D, the image capturing module 150 can be configured using an image capturing module, which is a commercially available product. By using the image capturing module, a polarizing filter 151 and 152, and the camera case 150a is manufactured by using a structure that can be attached to the front glass of the vehicle by the front glass fixing and absorbing plate 157.

이때, 상기 카메라 케이스(150a)는 진동을 최소화할 수 있는 구조로 구성하고, 각도 조절 브라켓(158)을 사용하여 촬영각도 조절이 가능하도록 제작하여 부르스터 각을 만족시킬 수 있도록 한다.At this time, the camera case 150a may have a structure that minimizes vibration, and may be manufactured to be capable of adjusting the photographing angle by using the angle adjusting bracket 158 to satisfy the Brewster angle.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 센서정보 취합 모듈의 구체적인 구성도이다.Meanwhile, FIG. 7 is a specific configuration diagram of a sensor information collection module in a mobile road surface condition automatic detection system using polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 센서정보 취합 모듈(130)은, MCU(Micro Controller Unit: 131), 가속도 센서(132), DC/DC 변환기(133), CAN(Controller Area Network)/직렬 변환기(134), 제1 RS232 드라이버(135), 제2 RS232 드라이버(136) 및 디버그 포트(Debug Port: 137)를 포함한다.Referring to FIG. 7, in the mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information, the sensor information collection module 130 may include a micro controller unit (131) and an acceleration sensor 132. ), A DC / DC converter 133, a controller area network (CAN) / serial converter 134, a first RS232 driver 135, a second RS232 driver 136, and a debug port 137. .

센서정보 취합 모듈(130)은 GPS 모듈, 가속도센서, 비접촉식 온도센서, ECU 정보 등을 수집하여 영상처리 모듈로 전송하는 기능을 하며, 상기 센서정보 취합 모듈(130)의 MCU(Micro Controller Unit: 131)는 차량 주행정보를 취득하기 위해 CAN/직렬 변환기(134)를 통해 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 차량의 OBD-Ⅱ 단자를 통해 수집한 ECU(120) 내의 주요 차량주행 관련정보(차량 Wheel Speed 관련 정보, 외부온도 정보 등)를 영상처리 모듈(160)로 전송하는 기능을 수행한다.The sensor information collecting module 130 collects and transmits the GPS module, the acceleration sensor, the non-contact temperature sensor, the ECU information, and the like to the image processing module. The MCU 130 of the sensor information collecting module 130 Related information in the ECU 120 collected via the OBD-II terminal of the vehicle via CAN (Controller Area Network) communication via the CAN-to-serial converter 134 in order to obtain the vehicle running information Speed related information, external temperature information, and the like) to the image processing module 160.

구체적으로, 상기 MCU(131)는 GPS 모듈(140)의 GPS 정보를 수집하여 노면 이상상태 지점의 위치와 검지 시간을 확인할 수 있도록 하고, 이때, 상기 GPS 모듈(140)은 외장형일 수 있고, 상기 센서정보 취합 모듈(130)과 제2 RS232 드라이버(136)를 통해 RS232 인터페이스로 통신할 수 있다.Specifically, the MCU 131 collects GPS information of the GPS module 140, and can confirm the location of the abnormal point on the road surface and the detection time. At this time, the GPS module 140 may be external, And can communicate with the RS232 interface through the sensor information collecting module 130 and the second RS232 driver 136. [

또한, 상기 센서정보 취합 모듈(130)은 가속도 센서(132)의 정보를 활용하여 도로면 굴곡 상태를 검지할 수 있도록 하고, 이때, 상기 가속도 센서(132)는 센서정보 취합 모듈(130)에 일체형으로 장착하여 MCU(131)와 I2C 통신으로 정보를 전송한다.The sensor information collecting module 130 may detect the road surface flexure state by using the information of the acceleration sensor 132. The acceleration sensor 132 may be integrated with the sensor information collecting module 130, And transmits information through the I 2 C communication with the MCU 131.

또한, 상기 센서정보 취합 모듈(130)은 제1 RS232 드라이버(135)를 통해 상기 차량외부 센서(110)와 RS232 인터페이스로 통신하여 노면온도 정보를 취합할 수 있고, 이에 따라 상기 차량외부 센서(110)의 비접촉식 온도센서(111)를 사용하여 측정된 도로 촬영지점의 노면 온도는 영상처리 모듈(160)의 보조판단 수단으로 사용될 수 있다.The sensor information collecting module 130 can collect road surface temperature information by communicating with the vehicle external sensor 110 via the RS232 interface through the first RS232 driver 135, The road surface temperature of the road photographing point measured using the non-contact temperature sensor 111 of the image processing module 160 can be used as an auxiliary judgment means of the image processing module 160.

또한, 상기 센서정보 취득 모듈(130)의 전원은 시거잭(171)의 12V 출력전원을 사용하여 센서정보 취합 모듈(130) 내부에 DC 5V 및 DC 3.3V 전원회로를 구성하여 안정적인 전원을 공급할 수 있다. 또한, 상기 센서정보 취득 모듈(130)의 DC/DC 변환기(133)는 전원공급장치(170)의 차량 시거잭(171)의 DC 13~14,4V를 DC 3.3V 및 DC 5V로 변환하여 상기 차량외부 센서(110)의 습도 센서(112) 및 비접촉식 온도센서(111)로 각각 공급한다.The power source of the sensor information acquisition module 130 may be a DC 5V and DC 3.3V power supply circuit built in the sensor information collection module 130 using the 12V output power of the cigar jack 171 to supply stable power . The DC / DC converter 133 of the sensor information acquisition module 130 converts DC 13-14, 4V of the vehicle cigar jack 171 of the power supply device 170 to DC 3.3V and DC 5V, To the humidity sensor 112 and the non-contact temperature sensor 111 of the external sensor 110, respectively.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 ECU 제공 정보를 나타내는 테이블이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 ECU의 OBD-Ⅱ 단자정보를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a table showing ECU-provided information in a mobile road surface state automatic detection system utilizing polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a table showing polarized images and ECU information Of the OBD-II terminal information of the ECU in the mobile road surface condition automatic detection system utilizing the above-mentioned function.

본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서, 차량 ECU(120)의 OBD-Ⅱ 단자의 CAN 통신 포트를 활용하여 차량주행속도 정보와 외부온도 정보를 상기 센서정보 취합 모듈(130)의 MCU(131)에서 수집하여 노면상태 판단의 보조 수단으로 사용할 수 있다.In the mobile road surface state automatic detection system using the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention, the vehicle running speed information and the external temperature information are obtained by using the CAN communication port of the OBD-II terminal of the vehicle ECU 120 It can be collected by the MCU 131 of the sensor information collecting module 130 and used as an auxiliary means for determining the road surface condition.

이때, ECU 제공 정보는 도 8에 도시된 바와 같이 제공될 수 있으며, 이러한 ECU(120)의 차량주행속도와 GPS 모듈(140)의 위치정보를 비교하여 주행차량(200)의 미끄러짐 여부를 판단할 수 있다.At this time, the ECU-provided information may be provided as shown in FIG. 8, and it is determined whether or not the driving vehicle 200 is slipped by comparing the vehicle running speed of the ECU 120 with the position information of the GPS module 140 .

또한, ECU OBD-Ⅱ 단자 접속 정보는 차량 제조사 및 차량 제작년도에 따라 차이가 발생할 수 있으며, 선정된 시험차량의 OBD 정보를 수집하여 반영할 수 있으며, 도 9는 국내 H사에서 가장 많이 사용되는 대표적인 단자 정보를 예시적으로 나타낸 것이다.In addition, the ECU OBD-II terminal connection information may differ depending on the vehicle manufacturer and the year of manufacture of the vehicle, and the OBD information of the selected test vehicle may be collected and reflected. FIG. Representative terminal information is exemplarily shown.

한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상처리 모듈의 구성도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 PC(퍼스널 컴퓨터)가 차량에 설치되는 것을 예시하는 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 PC 내에 구현되는 소프트웨어의 구성도이다.On the other hand, Figure 10 is a block diagram of an image processing module in a mobile road surface automatic detection system using the polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention, Figure 11 is a polarized image and ECU information according to an embodiment of the present invention FIG. 12 is a diagram illustrating a PC (personal computer) of a mobile road surface automatic detection system using a vehicle, and FIG. 12 is a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention. Is a schematic diagram of the software implemented in the PC.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 영상처리 모듈(160)은 PC(Personal Computer: 161), PC 어댑터(162), USB 허브(163), USB/직렬 변환기(164) 및 차량용 거치대(165)를 포함할 수 있다.10, in the mobile road surface condition automatic detection system using the polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention, the image processing module 160 includes a personal computer (PC) 161, a PC adapter 162, a USB A hub 163, a USB / serial converter 164, and a car mount 165.

영상처리 모듈(160)은 영상취득 모듈(150), 센서정보 취합 모듈(130)로부터 노면영상 정보 및 제1 내지 제3 센서 정보 및 주행환경 정보를 수집하여 노면의 상태를 검지한다. 예를 들면, 상기 영상처리 모듈(160)은 영상취득 모듈(150)의 노면영상을 USB 허브(163)를 경유하는 USB 인터페이스를 통해 수집하고, 센서정보 취합 모듈(130)의 제1 내지 제3 센서 정보는 USB/직렬 변환기(164)를 경유하는 RS232 인터페이스를 통해 수집할 수 있다.The image processing module 160 collects the road surface image information, the first to third sensor information, and the travel environment information from the image acquisition module 150 and the sensor information collection module 130, and detects the state of the road surface. For example, the image processing module 160 collects the road surface image of the image acquisition module 150 through the USB interface via the USB hub 163, The sensor information may be collected via the RS232 interface via the USB / serial converter 164.

이러한 영상처리 모듈(160)에서는 노면상태 판단 알고리즘을 활용하여 상기 영상취득 모듈(150) 및 센서정보 취합 모듈(130)에서 취득한 정보를 바탕으로 주행차량 전방의 노면영상 정보를 활용하여 노면상태의 사전 분류 기능을 수행하며, 또한, 상기 ECU(120)가 생성한 주행환경 정보(차량주행속도 정보 및 외부온도 정보) 및 차량외부 센서(110)로부터 측정한 제1 센서 정보(노면온도 정보 및 습도 정보)로 차량의 거동을 슬립률(Slip Ratio)로 정량화하여 노면상태를 판별할 수 있다.In this image processing module 160, based on the information acquired by the image acquisition module 150 and the sensor information collection module 130, the road surface state information (Traveling speed information of the vehicle and external temperature information) generated by the ECU 120 and first sensor information (road surface temperature information and humidity information ), It is possible to quantify the behavior of the vehicle as a slip ratio to determine the road surface state.

상기 영상처리 모듈(160)은, 도 11에 도시된 바와 같이, PC(161)를 적용하여 예컨대 터치스크린 방식으로 사용자 인터페이스가 용이하도록 구성할 수 있고, 이때, 상기 PC(161)는 차량용 거치대(165)를 사용하여 차량(200)에 고정 장착하여 사용할 수 있다.11, the image processing module 160 may be configured to facilitate a user interface by, for example, a touch screen method using a PC 161. At this time, the PC 161 may be mounted on a vehicle cradle 165 can be fixedly mounted on the vehicle 200 and used.

여기서, PC(161)는 예컨대 태블릿의 터치 입력과 노트북의 키보드, 마우스, 펜 등 다양한 입력 방식이 지원되면서 기존 태블릿 PC의 주요 기능인 웹서핑, 멀티미디어 콘텐츠 활용은 물론, PC처럼 문서작업이 가능한 컴퓨팅 기기를 말한다. 이러한 PC(161)는 노트북처럼 휴대성은 개선하면서도 iOS 또는 안드로이드 등의 운영체제가 탑재된 태블릿 PC와 달리, 윈도 운영체제를 탑재하여 기존 PC에서 사용하는 워드프로세서나 엑셀 등 다양한 응용프로그램을 활용할 수 있도록 한 것이다.Here, the PC 161 supports a variety of input methods such as a touch input of a tablet and a keyboard, a mouse, and a pen of a notebook, and is capable of utilizing web surfing and multimedia contents, which are main functions of the existing tablet PC, . This PC 161 improves portability like a notebook, but unlike a tablet PC equipped with an operating system such as iOS or Android, the PC 161 is equipped with a Windows operating system to utilize various application programs such as a word processor and an Excel used in an existing PC .

이때, 상기 영상처리 모듈(160)에 공급되는 전원은 차량의 시거잭(171)에 차량용 인버터를 장착하여 AC 220V를 사용하는 상용 PC 어댑터(162)를 사용하여 구성할 수 있다.At this time, the power supplied to the image processing module 160 may be configured using a commercially available PC adapter 162 using an AC 220V by mounting a vehicle inverter on a cigar jack 171 of the vehicle.

본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서 소프트웨어는 상기 영상처리 모듈(160) 내에 구현되며, 도 12에 도시된 바와 같이, 주행환경 정보 및 센서 정보 수집부, 미끄럼 측정 알고리즘, 노면불량 측정 알고리즘, 영상 수집부, 노면상태 판단 알고리즘, 최종 판별부 및 사용자 인터페이스로 구성될 수 있다.Software in the mobile road surface state automatic detection system using the polarized image and ECU information according to the embodiment of the present invention is implemented in the image processing module 160, and as shown in FIG. 12, A slip measurement algorithm, a road surface failure measurement algorithm, an image collection unit, a road surface condition determination algorithm, a final determination unit, and a user interface.

영상수집부는 차량 내부에 수평 및 수직 편광필터(151, 152)를 장착한 두 대의 카메라(153, 154)에 의하여 취득된 영상을 수집하는 역할을 하고, 노면상태 판단 알고리즘은 노면영상과 노면 온도를 사용하여 노면 상태를 판정하는 부분이다.The image collecting unit collects images acquired by two cameras 153 and 154 equipped with horizontal and vertical polarization filters 151 and 152 inside the vehicle, and the road surface determination algorithm uses a road surface image and a road surface temperature. This part is used to determine the road surface condition.

주행환경 정보 및 센서 정보 수집부는 상기 센서정보 취합 모듈(120)의 MCU(131)과 통신하여 주행환경 정보 및 제1 내지 제3 센서정보를 수집하는 역할을 하며, 이때, 미끄럼 측정 알고리즘은 위치정보인 GPS 속도와 차량주행속도 정보를 이용하여 미끄럼 여부를 판정하며, 노면 불량 측정 알고리즘은 상기 가속도 센서(132)를 사용하여 도로면 굴곡상태를 측정한 가속도센서 정보(제3 센서 정보)에 따라 노면 불량 여부를 판정한다.The traveling environment information and sensor information collecting unit communicates with the MCU 131 of the sensor information collecting module 120 to collect the traveling environment information and the first to third sensor information. And the road surface defect measurement algorithm determines whether or not the road surface slip is detected based on the acceleration sensor information (third sensor information) that measures the road surface curvature state using the acceleration sensor 132, It is judged whether or not it is defective.

최종 판정부는 노면상태를 최종 판정하며, 사용자 인터페이스는 수집된 정보를 표출하거나 저장하는 기능을 가지며, 각 모듈의 동작 상태를 확인하거나 설정을 변경할 수 있는 기능을 제공한다.The final judgment unit finally judges the road surface state. The user interface has a function of displaying or storing the collected information, and provides a function of checking the operation state of each module or changing the setting.

한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템의 스테레오 카메라가 시험차량에 장착되는 것을 예시하는 도면이고, 도 14는 도 13에 도시된 스테레오 카메라의 촬영 영상을 예시하는 사진이다.Meanwhile, FIG. 13 is a diagram illustrating that a stereo camera of a mobile road surface automatic detection system using polarization image and ECU information according to an embodiment of the present invention is mounted on a test vehicle, and FIG. 14 is a stereo shown in FIG. It is a photograph illustrating the photographed image of a camera.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템에서, 시험차량(Probe Car: 200), 예를 들면, 스타렉스 기준으로 차량 안쪽 면에 영상취득 모듈(150)의 카메라를 설치할 경우, 차량 본네트가 카메라 영상에 촬영되지 않는 지점을 기준으로 카메라의 각도 및 촬영거리를 예측하면, 지면과 약 15˚ 각도로 카메라에서 7M 지점을 촬영하게 된다.13 and 14, in a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information according to an embodiment of the present invention, a test vehicle (Probe Car) 200, for example, a vehicle on a Starex basis When the camera of the image acquisition module 150 is installed on the inner side, when the vehicle bonnet is predicted based on the point where the vehicle bonnet is not photographed on the camera image, the camera is positioned at a distance of about 7M from the camera at an angle of about 15˚ to the ground. I will shoot.

이러한 경우, 부르스터 각을 만족시키지는 못하지만, 도 15에 도시된 Vaisla's stereo camera Test 결과를 참조하면, 차량의 본네트가 일부 촬영되도록 카메라 각도를 조절하게 되면 지면과 25˚까지 촬영할 수 있다.In this case, although it does not satisfy the Brewster angle, referring to the Vaisla's stereo camera test result shown in FIG. 15, the camera angle can be adjusted so that the bonnet of the vehicle is partially photographed.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템은, 악천후(강우, 강설)시 발생하는 도로 교통사고를 감소시키기 위하여 이동식 시험차량을 활용하여 노면상태를 자동으로 진단하고 추정하는 노면정보 자동검지 시스템으로서, 도로 노면 영상정보 및 외부 환경정보를 수집하여, 전방도로의 노면상태를 자동으로 판단하여 운전자에게 노면상태를 사전에 제공하여 운전자의 안전을 보장하고, 또한, 운전자에게 간선도로 노면의 연속적 감시를 가능하게 한다.As a result, the mobile road surface condition automatic detection system using the polarized image and the ECU information according to the embodiment of the present invention can reduce the road surface accidents caused by bad weather (rainfall, snowfall) A road surface information automatic detection system that automatically diagnoses and estimates road surface image information and external environmental information to automatically determine the road surface state of the road ahead to provide the driver with the road surface condition in advance to ensure the safety of the driver , And also allows the driver to continuously monitor the road surface of the main road.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: 이동식 노면상태 자동검지 시스템
200: 주행차량
110: 차량외부 센서
120: ECU(Electronic Control Unit)
130: 센서정보 취합 모듈
140: GPS 모듈
150: 영상취득 모듈
160: 영상처리 모듈
170: 전원공급장치
111: 비접촉식 온도 센서(차량 정면 장착)
112: 습도 센서(차량 후면 장착)
131: MCU(Micro Controller Unit)
132: 가속도 센서
133: DC/DC 변환기
134: CAN(Controller Area Network)/직렬 변환기
135: 제1 RS232 드라이버
136: 제2 RS232 드라이버
137: 디버그 포트(Debug Port)
150a: 카메라 케이스
151: 수평 편광필터
152: 수직 편광필터
153: 제1 카메라
154: 제2 카메라
155: 카메라 동기회로
156: 그래버(Grabber)
157: 전면유리 고정 흡착판
158: 각도 조절 브라켓
159: USB 케이블
161: PC(Slate Personal Computer)
162: PC 어댑터(Adaptor)
163: USB 허브(Hub)
164: USB/직렬 변환기
165: 차량용 거치대
171: 차량 시거잭(Cigar Jack)
172: DC/AC 인버터
100: Mobile road surface condition detection system
200: driving vehicle
110: Vehicle external sensor
120: ECU (Electronic Control Unit)
130: sensor information collection module
140: GPS module
150: Image acquisition module
160: image processing module
170: Power supply
111: Non-contact temperature sensor (front mounted vehicle)
112: Humidity sensor (rear mounting of vehicle)
131: Micro Controller Unit (MCU)
132: Accelerometer
133: DC / DC converter
134: Controller Area Network (CAN) / Serial converter
135: First RS232 driver
136: Second RS232 driver
137: Debug Port
150a: camera case
151: Horizontal polarization filter
152: vertical polarizing filter
153: First camera
154: Second camera
155: Camera synchronous circuit
156: Grabber
157: Front glass fixed suction plate
158: Angle adjustment bracket
159: USB cable
161: Slate Personal Computer (PC)
162: PC adapter (Adapter)
163: USB Hub
164: USB to Serial Converter
165: Car holder
171: Cigar jack for vehicle
172: DC / AC inverter

Claims (11)

주행차량 외부에 장착되어 노면온도 정보와 습도 정보를 포함하는 제1 센서 정보를 생성하는 차량외부 센서;
주행차량 내부에 장착되어 차량주행속도 정보와 외부온도 정보를 포함하는 주행환경 정보를 생성하는 ECU(Electronic Control Unit);
주행차량의 현재위치에 따른 GPS 정보인 제2 센서 정보를 수신하는 GPS 모듈;
주행중인 도로의 굴곡상태에 대응하는 가속도센서 정보인 제3 센서 정보를 생성하는 가속도 센서;
상기 제1 내지 제3 센서 정보 및 상기 주행환경 정보를 취합하는 센서정보 취합 모듈;
주행차량에 장착되는 수평 및 수직 편광필터가 부착된 두 대의 카메라를 사용하여 주행차량 전방의 노면영상을 촬영하고 노면영상 정보를 생성하는 영상취득 모듈; 및
상기 영상취득 모듈에서 취득된 노면영상 정보와 상기 센서정보 취합 모듈에서 취합한 제1 내지 제3 센서 정보 및 주행환경 정보를 수신하여 노면상태 판단 알고리즘, 미끄럼 측정 알고리즘 및 도로불량 측정 알고리즘을 적용하여 노면상태를 판별하는 영상처리 모듈
을 포함하되,
상기 주행차량은 도로 구간의 단위 노면상태를 이동식으로 측정하는 시험차량(Probe Car)이고,
상기 영상처리 모듈은, 상기 노면상태 판단 알고리즘을 적용하여 노면영상 정보에 따라 노면상태를 1차적으로 판단하고, 다음으로 상기 미끄럼 측정 알고리즘을 적용하여 상기 노면온도 정보와 습도 정보를 포함하는 제1 센서 정보에 따라 노면상태를 2차적으로 판단하며, 다음으로 상기 도로불량 측정 알고리즘을 적용하여 상기 주행환경 정보 및 제2 내지 제3 센서 정보에 따른 차량의 슬립률을 산출하여 노면상태를 최종적으로 판단하는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
A vehicle external sensor mounted outside the traveling vehicle to generate first sensor information including road surface information and humidity information;
An ECU (Electronic Control Unit) mounted inside the vehicle to generate driving environment information including vehicle driving speed information and external temperature information;
A GPS module configured to receive second sensor information which is GPS information according to a current position of the driving vehicle;
An acceleration sensor for generating third sensor information, the acceleration sensor information corresponding to a curved state of a running road;
A sensor information collecting module which collects the first to third sensor information and the driving environment information;
An image acquisition module for photographing a road surface image in front of the vehicle and generating road surface image information by using two cameras equipped with horizontal and vertical polarization filters mounted to the vehicle; And
Receives road surface image information acquired by the image acquisition module, first to third sensor information and driving environment information collected by the sensor information collection module, and applies a road surface determination algorithm, a slip measurement algorithm, and a road failure measurement algorithm. Image processing module to determine the status
Including,
The driving vehicle is a test vehicle (Probe Car) for measuring the unit road state of the road section in a mobile manner,
The image processing module may first determine a road surface state according to road surface image information by applying the road state determination algorithm, and then apply the sliding measurement algorithm to include the road surface temperature information and humidity information. Secondly, the road surface state is determined according to the information, and then the road failure measurement algorithm is applied to calculate the slip ratio of the vehicle according to the driving environment information and the second to third sensor information to finally determine the road surface state. Mobile road surface automatic detection system using polarized image and ECU information.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 차량외부 센서는 주행차량의 정면에 장착되는 비접촉식 온도 센서를 사용하여 노면온도를 측정하고, 주행차량의 후면에 장착되는 습도 센서를 사용하여 습도를 측정하는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The vehicle external sensor measures road surface temperature using a non-contact temperature sensor mounted on the front of the driving vehicle, and measures humidity using a humidity sensor mounted on the rear of the driving vehicle. Mobile road condition automatic detection system utilized.
제1항에 있어서,
상기 센서정보 취합 모듈은 상기 ECU와 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하여 상기 ECU의 OBD-Ⅱ 단자를 통해 차량주행속도 정보와 외부온도 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The sensor information collecting module utilizes a polarization image and ECU information to perform vehicle communication with the ECU and receive vehicle driving speed information and external temperature information through an OBD-II terminal of the ECU. One mobile road condition automatic detection system.
제1항에 있어서,
상기 센서정보 취합 모듈은 상기 가속도 센서 정보(제3 센서 정보)를 활용하여 도로면 굴곡 상태를 검지하고, 상기 가속도 센서는 상기 센서정보 취합 모듈에 일체형으로 장착되는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The sensor information collection module detects the road surface curvature by using the acceleration sensor information (third sensor information), and the acceleration sensor is integrally mounted to the sensor information collection module. Mobile road condition automatic detection system using
제1항에 있어서,
상기 영상취득 모듈은 수평 및 수직 편광필터가 장착된 두 대의 카메라가 동일한 노면 촬영지점을 동시에 촬영하고, 상기 카메라가 내장되는 카메라 케이스는 전면유리 고정 흡착판으로 차량 내부 전면 유리에 부착되는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
In the image acquisition module, two cameras equipped with horizontal and vertical polarization filters simultaneously photograph the same road surface photographing location, and the camera case in which the camera is built is attached to the windshield inside the vehicle by a fixed windshield adsorption plate. Mobile road surface automatic detection system using polarized image and ECU information.
제1항에 있어서,
상기 영상취득 모듈은 노면온도 측정 지점의 조절이 가능하도록 각도 조절 브라켓을 사용하여 상기 카메라의 촬영각도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The image acquisition module is a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information, characterized in that the angle of the camera is adjustable using an angle adjustment bracket to adjust the road surface temperature measurement point.
제1항에 있어서,
상기 영상처리 모듈은 PC를 적용하여 구성되고, 상기 PC는 차량용 거치대를 사용하여 주행차량에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The image processing module is configured by applying a PC, the PC is a mobile road surface automatic detection system using polarized images and ECU information, characterized in that the vehicle is fixedly mounted on the vehicle using a vehicle holder.
제1항에 있어서,
상기 영상처리 모듈은 상기 미끄럼 측정 알고리즘을 적용하여 상기 ECU의 차량주행속도 정보와 상기 GPS 정보를 비교하고 상기 주행차량의 미끄러짐 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The image processing module applies the sliding measurement algorithm to compare the vehicle driving speed information and the GPS information of the ECU and determine whether the driving vehicle slips, and the mobile road surface state using the polarized image and ECU information. Automatic detection system.
제1항에 있어서,
상기 영상처리 모듈은 수집된 정보를 표출하거나 저장하는 사용자 인터페이스를 포함하며, 상기 사용자 인터페이스는 상기 센서정보 취합 모듈, 상기 영상취득 모듈 및 상기 영상처리 모듈의 각각의 동작 상태를 확인하거나 설정을 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The image processing module may include a user interface for displaying or storing collected information, and the user interface may check or change settings of respective operation states of the sensor information collection module, the image acquisition module, and the image processing module. Mobile road surface automatic detection system using polarized image and ECU information, characterized in that there is.
제1항에 있어서,
상기 차량외부 센서, 상기 센서정보 취합 모듈, 상기 영상취득 모듈 및 상기 영상처리 모듈에 각각의 전원을 공급하는 전원공급장치를 추가로 포함하며, 상기 전원공급장치는 주행차량의 내부 전원인 시거잭을 사용하는 것을 특징으로 하는 편광영상 및 ECU 정보를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템.
The method of claim 1,
The apparatus may further include a power supply device for supplying power to the external sensor, the sensor information collection module, the image acquisition module, and the image processing module, wherein the power supply device uses a cigar jack that is an internal power source of the driving vehicle. Mobile road surface automatic detection system using polarized image and ECU information, characterized in that.
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