KR101355462B1 - 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템 - Google Patents

전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 획득하는 영상 획득 장치; 및 영상 획득 장치를 통해 획득된 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위인지를 판단하여, 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도값과 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 출력한 후, 차량의 현재 속도와 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도값과 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나에 맞춰지도록 차량의 구동 부품을 구동시키는 제어 장치를 포함하는 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템을 제공한다.

Description

전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템{Controling system for front road and lane}
본 발명은 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 차량은 운전자의 운행시에, 직선로와 곡선로 및 경사로중 적어도 하나의 전방 상황의 형태 및 현재의 날씨 상태에 상관없이 임의의 속도와 임의의 서스펜션 댐핑율이 달라졌었다.
이러한, 종래 차량은 무분별하게 달라지는 속도와 서스펜션 댐핑율에 따라 차량의 연료가 소모되면서, 불안정한 운행을 하게 되어 차량을 안정적이면서 효율적으로 운행하는데에 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 차량을 운행할 시에, 직선로와 곡선로 및 경사로중 적어도 하나의 전방 상황의 형태 및 현재의 날씨 상태에 따라 차량의 최적 속도와 차량의 최적 서스펜션 댐핑 감쇠율로 맞춰 운행할 수가 있으므로, 차량의 연료를 효율적으로 줄이고 차량을 안정적이면서 효율적으로 운행할 수가 있는 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템을 제공하는데에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 획득하는 영상 획득 장치; 및 영상 획득 장치를 통해 획득된 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위인지를 판단하여, 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도값과 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 출력한 후, 차량의 현재 속도와 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도값과 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나에 맞춰지도록 차량의 구동 부품을 구동시키는 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 영상 획득 장치는 현재 프레임 입력 영상에서 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 근거리 및 중장거리별로 모델링한 후, 이전 프레임과 현재 프레임에서의 거리별 도로 움직임 벡터 및 거리별 차선 움직임 벡터중 적어도 하나의 움직임 벡터를 이용하여 다음 프레임에서의 전방 상황을 예측하여 모델링한 후 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 영상 획득 장치는 선명한 화질을 위해 히스토그램 보정 방법, 컨트라스트 보정 방법, 감마 보정 방법, 화이트 밸런 보정 방법중 적어도 하나의 보정 방법을 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 영상 획득 장치는 현재의 날씨 상태에 해당하는 현재의 날씨 영상과 현재의 주야간 상태에 해당하는 현재의 주야간 영상중 적어도 하나의 영상을 더 획득하고; 제어 장치는 영상 획득 장치를 통해 획득된 현재의 날씨 상태에 해당하는 현재의 날씨 영상과 현재의 주야간 상태에 해당하는 현재의 주야간 영상중 적어도 하나의 영상을 반영하여, 차량의 현재 속도와 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도값과 적합한 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나에 맞춰지도록 차량의 구동 부품을 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어 장치와 전기적으로 연결되고, 제어 장치를 통해 영상 획득 장치로부터 획득된 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 벗어난 것으로 판단할 때에, 경보음을 알리는 경보 장치를 더 포함한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
차량을 운행할 시에, 직선로와 곡선로 및 경사로중 적어도 하나의 전방 상황의 형태 및 현재의 날씨 상태에 따라 차량의 최적 속도와 차량의 최적 서스펜션 댐핑 감쇠율로 맞춰 운행할 수가 있으므로, 차량의 연료를 효율적으로 줄이고 차량을 안정적이면서 효율적으로 운행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치를 이용하여 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 곡선로에 해당하는 전방 상황의 영상을 근거리 및 중장거리별로 예측하여 모델링하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치를 이용하여 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 경사로에 해당하는 전방 상황의 영상을 예측하여 모델링하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치를 이용하여 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 곡선로와 경사로에 따른 전방 상황별 차량의 최적 속도와 차량의 최적 서스펜션 댐핑 감쇠율을 추출하여 예측 모델링을 획득하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치의 화질 향상 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
<제 1, 2 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템을 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치를 이용하여 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 곡선로에 해당하는 전방 상황의 영상을 근거리 및 중장거리별로 예측하여 모델링하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치를 이용하여 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 경사로에 해당하는 전방 상황의 영상을 예측하여 모델링하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치를 이용하여 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 곡선로와 경사로에 따른 전방 상황별 차량의 최적 속도와 차량의 최적 서스펜션 댐핑 감쇠율을 추출하여 예측 모델링을 획득하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시한 영상 획득 장치의 화질 향상 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템(100)은 영상 획득 장치(102)와 제어 장치(104) 및 차량의 구동 부품(106)을 포함한다.
영상 획득 장치(102)는 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 획득하도록 제공된다.
이때, 영상 획득 장치(102)는 광학 카메라인 CMOS 카메라 또는 CCD 카메라를 포함할 수가 있다.
일예로, 영상 획득 장치(102)는 현재 프레임 입력 영상에서 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 근거리 및 중장거리별로 모델링한 후, 이전 프레임과 현재 프레임에서의 거리별 도로 움직임 벡터 및 거리별 차선 움직임 벡터중 적어도 하나의 움직임 벡터를 이용하여 다음 프레임에서의 전방 상황을 예측하여 모델링한 후 획득하도록 제공될 수가 있다.
즉, 도 3a에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 현재 프레임 입력 영상에서 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 입력받을 수가 있다.
이 후, 도 3b 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 근거리 및 중장거리별로 모델링하도록 제공될 수가 있다.
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 획득된 전방 상황의 영상에서 에지 추출을 하여 후보 차선을 표시할 수가 있다.
여기서, 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 후보 차선중 상하 좌우의 유사한 에지 정보(P12과 Pr2, P11과 Pr1)를 갖는 것을 수학식1을 이용하여 그룹핑한 후, 연결된 차선으로 획득할 수가 있다.
이때, 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 연결된 차선 정보를 차선 모델로 최종 선정할 수가 있다.
<수학식1>
Figure 112012026934865-pat00001
이 후, 도 4a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 이전 프레임과 현재 프레임에서의 거리별 도로 움직임 벡터 및 거리별 차선 움직임 벡터중 적어도 하나의 움직임 벡터를 이용하여 다음 프레임에서의 전방 상황을 예측하여 모델링한 후 획득하도록 제공될 수가 있다.
즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 획득된 전방 상황의 영상에서 수평선 및 소실점 위치(B1)를 이용한 도로의 경사로 차선 정보를 추출하고, 3차원으로 예측 모델링한 후 획득할 수가 있다.
또한, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 이전 프레임과 현재 프레임에서의 거리별 도로 움직임 벡터 및 거리별 차선 움직임 벡터중 적어도 하나의 움직임 벡터(A1, A2, A3, A4)를 이용하여 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 추출하고, 2차원 또는 3차원으로 예측 모델링한 후 획득할 수가 있다.
제어 장치(104)는 영상 획득 장치(102)를 통해 획득된 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 기준 전방 상황의 형태에 따른 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 벗어나는지를 판단하도록 제공된다.
이러한, 제어 장치(104)는 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 벗어날 경우, 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위에 맞춰지도록 차량의 구동 부품(106)을 구동시키게 된다.
여기서, 제어 장치(104)는 도시하지는 않았지만, 영상 획득 장치(102)를 통해 획득된 전방 상황의 영상을 판단하면서 차량의 구동 부품(106)을 제어하기 위한 MCU(미도시)와, 영상 획득 장치(102)를 통해 획득된 전방 상황의 영상을 처리하기 위한 영상 처리 장치(미도시), 및 영상 처리 장치(미도시)를 통해 처리된 전방 상황의 영상을 저장하기 위한 저장 장치(미도시)를 포함하는 ECU로 제공될 수가 있다.
이때, 차량의 구동 부품(106)은 도시하지는 않았지만, 통상적으로 차량의 운행에 필요한 가속패달(미도시), 모드 스위치(미도시), 브레이크/가속 센서(미도시), 서스펜션 센서(미도시), 조향각 센서(미도시), 회전각속도 센서(미도시), 횡가속도 센서(미도시), 전자식 브레이크 액추에이터(미도시), 서스펜션 엑추에이터(미도시), 인디게이터(미도시), ETC(미도시), 비디오 표시 장치(미도시)등을 포함할 수가 있다.
한편, 영상 획득 장치(102)는 현재의 날씨 상태에 해당하는 현재의 날씨 영상(눈, 비, 안개, 우박, 황사등)과 현재의 주야간 상태에 해당하는 현재의 주야간 영상중 적어도 하나의 영상을 더 획득하도록 제공될 수가 있다.
이때, 제어 장치(104)는 영상 획득 장치(102)를 통해 획득된 현재의 날씨 상태에 해당하는 현재의 날씨 영상과 현재의 주야간 상태에 해당하는 현재의 주야간 영상중 적어도 하나의 영상을 반영하여, 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위에 맞춰지도록 차량의 구동 부품(106)을 구동시킬 수가 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 영상 획득 장치(102)는 선명한 화질을 위해 히스토그램 보정 방법, 컨트라스트 보정 방법, 감마 보정 방법, 화이트 밸런 보정 방법중 적어도 하나의 보정 방법을 이용할 수가 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템(200)은 경보 장치(208)를 더 포함한다.
즉, 경보 장치(208)는 제어 장치(104)와 전기적으로 연결되고, 제어 장치(104)를 통해 영상 획득 장치(102)로부터 획득된 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 벗어날 경우, 경보음을 알리도록 제공될 수가 있다.
일예로, 경보 장치(208)는 차량의 구동 부품(106)에 해당하는 가속패달(미도시) 동작과 브레이크(미도시) 동작중 적어도 하나의 동작에 의해 차량의 현재 속도와 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 초과할 경우에, 경보음을 알리도록 제공될 수가 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템(100)은 영상 획득 장치(102)와 제어 장치(104) 및 차량의 구동 부품(106)을 포함한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템(200)은 경보 장치(208)를 더 포함한다.
따라서, 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템(100)은 차량을 운행할 시에, 직선로와 곡선로 및 경사로중 적어도 하나의 전방 상황의 형태 및 현재의 날씨 상태에 따라 차량의 최적 속도와 차량의 최적 서스펜션 댐핑 감쇠율로 맞춰 운행할 수가 있으므로, 차량의 연료를 효율적으로 줄이고 차량을 안정적이면서 효율적으로 운행할 수가 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 획득하되, 선명한 화질을 위해 컨트라스트 보정 방법과 감마 보정 방법 및 화이트 밸런 보정 방법중 적어도 하나의 보정 방법을 이용하고, 현재 프레임 입력 영상에서 상기 전방의 도로 형태 및 차선 형태중 적어도 하나에 해당하는 전방 상황의 영상을 근거리 및 중장거리별로 모델링할 때에 상기 전방 상황의 영상에서 수평선 및 소실점 위치를 이용한 도로의 경사로 차선 정보를 추출하고 2차원 또는 3차원으로 예측 모델링하며, 이전 프레임과 현재 프레임에서의 거리별 도로 움직임 벡터 및 거리별 차선 움직임 벡터중 적어도 하나의 움직임 벡터를 이용하여 다음 프레임에서의 전방 상황을 예측하여 모델링한 후 획득하는 영상 획득 장치; 및
    상기 영상 획득 장치를 통해 획득된 상기 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 차량의 현재 속도값과 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 이미 저장된 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 벗어날 경우, 상기 차량의 현재 속도값과 상기 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 상기 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위에 맞춰지도록 상기 차량의 구동 부품을 구동시키는 제어 장치를 포함하는 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 획득 장치는,
    현재의 날씨 상태에 해당하는 현재의 날씨 영상과 현재의 주야간 상태에 해당하는 현재의 주야간 영상중 적어도 하나의 영상을 더 획득하고;
    상기 제어 장치는,
    상기 영상 획득 장치를 통해 획득된 현재의 날씨 상태에 해당하는 현재의 날씨 영상과 현재의 주야간 상태에 해당하는 현재의 주야간 영상중 적어도 하나의 영상을 반영하여, 상기 차량의 현재 속도값과 상기 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나를 상기 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위에 맞춰지도록 상기 차량의 구동 부품을 구동시키는 것을 특징으로 하는 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 장치와 전기적으로 연결되고, 상기 제어 장치를 통해 상기 영상 획득 장치로부터 획득된 상기 전방 상황의 영상에 해당하는 전방 상황의 영상 데이터를 공급받아 상기 차량의 현재 속도값과 상기 차량의 현재 서스펜션 댐핑 감쇠율중 적어도 하나가 상기 기준 전방 상황의 형태에 따른 속도 범위와 서스펜션 댐핑 감쇠율의 범위중 적어도 하나의 범위를 벗어날 경우, 경보음을 알리는 경보 장치를 더 포함하는 전방의 도로와 차선에 대한 차량 제어 시스템.
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KR20060102018A (ko) * 2005-03-22 2006-09-27 현대자동차주식회사 차량의 굴곡로 주행장치 및 그 방법
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