KR101366558B1 - multi-object position tracking method using lane data - Google Patents

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Abstract

차선 정보를 이용하여 선행 차량의 위치를 추적하는 차량의 다물체 위치 추적 방법을 개시한다. 차량의 다물체 위치 추적 방법은 양측 차선의 중심에서 벗어난 차선 중심 오프셋의 차분값을 계산하고, 계산된 차선 중심 오프셋 차분값에 따라 설정된 이득 파라미터를 이용하여 횡방향 위치를 수정하고, 수정된 횡방향 위치와 종방향 위치를 이용하여 선행 차량의 상대 각도를 추정할 수 있다.Disclosed is a vehicle multi-body location tracking method for tracking the location of a preceding vehicle using lane information. The multi-body position tracking method of the vehicle calculates the difference value of the lane center offset deviating from the center of both lanes, corrects the lateral position using a gain parameter set according to the calculated lane center offset difference value, and corrects the lateral direction. The relative angle of the preceding vehicle can be estimated using the position and the longitudinal position.

Description

차량의 다물체 위치 추적 방법{multi-object position tracking method using lane data}Multi-object position tracking method using lane data}

차선 정보를 이용하여 선행 차량의 위치를 추적하기 위한 차량의 다물체 위치 추적 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-body location tracking method of a vehicle for tracking the location of a preceding vehicle using lane information.

차로의 양측에 배치된 차선을 자동으로 추적하여 그 차선 안쪽에서 차량이 주행되게 하고 동시에 전방에 위치하는 물체와의 거리를 측정하여 충돌 방지를 위한 차량 제어를 수행하는 자동차 안전 시스템에 대한 연구 개발이 지속되고 있다.Research and development of automobile safety system that automatically tracks lanes located on both sides of lanes to make vehicle run inside the lanes and at the same time measures the distance to the object located in front of the lanes and controls the vehicle to prevent collision It's going on.

차선 제어 및 충돌 방지, 그리고 장애물 감지를 위해서는 레이더와 같은 센서를 통해 물체를 감지하고 카메라로 주위를 촬영하는 구성을 갖출 필요가 있다.Lane control, collision avoidance, and obstacle detection require the use of sensors such as radar to detect objects and capture surroundings with a camera.

차량 전방에 위치하는 선행 차량의 위치 추적 시 상대 거리와 상대 각도를 추정하게 되는데, 이때 선행 차량과의 상대 거리는 정확하게 측정되는 반면, 상대 각도는 위치 오차가 크게 발생될 수 있다. 특히 선행 차량의 상대 각도를 추정 시 자차의 횡방향 위치 오차가 크게 발생하는 문제가 있다.
When the position tracking of the preceding vehicle positioned in front of the vehicle is estimated, the relative distance and the relative angle are estimated. In this case, the relative distance with the preceding vehicle is accurately measured, whereas the relative angle may have a large position error. In particular, when estimating the relative angle of the preceding vehicle, there is a problem in that the lateral position error of the host vehicle is large.

본 발명의 일 측면은 선행 차량의 상대 각도를 정확하게 추정하기 위한 차량의 다물체 위치 추적 방법을 제공하는 것이다.
One aspect of the present invention is to provide a multi-body position tracking method of a vehicle for accurately estimating the relative angle of the preceding vehicle.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 다물체 위치 추적 방법은, 선행 차량의 상대 각도를 추정하여 선행 차량의 위치를 추적하는 차량의 다물체 위치 추적 방법에 있어서, 양측 차선의 중심에서 벗어난 차선 중심 오프셋의 차분값을 계산하고; 상기 계산된 차선 중심 오프셋 차분값에 따라 설정된 이득 파라미터를 이용하여 횡방향 위치를 수정하고; 상기 수정된 횡방향 위치와 종방향 위치를 이용하여 상기 선행 차량의 상대 각도를 추정하는 것;을 포함한다.In a multi-body position tracking method of a vehicle according to an aspect of the present invention, in a multi-body position tracking method of a vehicle for tracking the position of a preceding vehicle by estimating a relative angle of a preceding vehicle, a lane center offset deviated from the center of both lanes Calculate a difference value of; Modify the lateral position using a gain parameter set according to the calculated lane center offset difference value; Estimating a relative angle of the preceding vehicle using the modified transverse position and the longitudinal position.

상기 차선 중심 오프셋의 차분값은 당회차 차선 중심 오프셋과 이전회차 차선 중심 오프셋의 차이로 설정하고, 상기 횡방향 위치를 수정 시 차회차 횡위치예측값을 이용한다.The difference value of the lane center offset is set as the difference between the current lane lane offset and the previous lane lane offset, and the next lane lateral position prediction value is used when correcting the lateral location.

상기 차회차 횡위치예측값은 다음 계산식에 따라 구한다.The next lateral position predictive value is obtained according to the following equation.

계산식formula

차회차 횡위치예측값 = 당회차 횡위치예측값 + (고정이득 파라미터*가변이득 파라미터*횡위치 예측에러) Next lateral position predicted value = Current lateral position predicted value + (fixed gain parameter * variable gain parameter * lateral position predicted error)

횡위치 예측 에러 = 당회차 횡위치 측정값 - 당회차 횡위치 예측값Transverse position prediction error = Current traverse position measurement value-Current traverse position prediction value

상기 이득 파라미터는 가변이득 파라미터이고, 상기 차선 중심 오프셋의 차분값이 양수가 아니면 상기 가변이득 파라미터를 “1”로 설정하고, 상기 차선 중심 오프셋의 차분값이 양수이면 상기 가변이득 파라미터를 “1” 또는 “1 보다 작은 값”으로 설정한다.
The gain parameter is a variable gain parameter. If the difference of the lane center offset is not positive, the variable gain parameter is set to "1". If the difference of the lane center offset is positive, the variable gain parameter is set to "1". Or set it to "less than 1".

이상과 같이 실시 예에 따른 차량의 다물체 위치 추적 방법은, 횡방향 위치 오차를 수정함으로서 선행 차량의 상대 각도를 정확하게 추정하여 선행 차량의 위치를 추적할 수 있다.
As described above, the multi-body position tracking method of the vehicle according to the embodiment may accurately track the position of the preceding vehicle by accurately estimating the relative angle of the preceding vehicle by correcting the lateral position error.

도 1은 본 발명에 따른 다물체 위치 추적을 위한 차량의 제어블록도이다.
도 2는 차선 중심 오프셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 다물체 위치 추적 시 가변 이득 파라미터를 설정하기 위한 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 다물체 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a control block diagram of a vehicle for tracking a multi-object position according to the present invention.
2 is a diagram for describing a lane center offset.
3 is a graph illustrating an operation for setting a variable gain parameter when tracking a multi-object position according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for tracking a multi-object position of a vehicle according to the present invention.

이하에서는 실시 예에 따른 차량의 다물체 위치 추적 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of tracking a multi-object position of a vehicle according to an exemplary embodiment will be described.

도 1은 본 발명에 따른 다물체 위치 추적을 위한 차량의 제어블록도이다. 1 is a control block diagram of a vehicle for tracking a multi-object position according to the present invention.

거리 감지 센서(10)는 전방에 위치하는 선행 차량과의 상대 거리를 측정하기 위한 것으로, 거리 측정용 레이더를 사용할 수 있다. 제어부(30)에 거리 감지 센서(10)로 측정된 거리 측정 신호가 제공된다. The distance detecting sensor 10 is for measuring a relative distance with a preceding vehicle located in front, and may use a distance measuring radar. The distance measurement signal measured by the distance detection sensor 10 is provided to the controller 30.

카메라(20)는 주위 환경을 촬영하여 차선 인식 및 추적하기 위한 것으로, 촬영 신호를 제어부(30)에 제공한다.The camera 20 is for photographing a surrounding environment and recognizing and tracking lanes, and provides a photographing signal to the controller 30.

입력부(40)는 사용자에 의한 위치 추적 명령을 제어부(30)에 입력한다. 제어부(30)가 위치 추적 명령에 따라 선행 차량의 위치를 추적하여 표시부(50)에 위치 추적 결과를 디스플레이할 수 있다.The input unit 40 inputs a position tracking command by the user to the controller 30. The controller 30 may track the location of the preceding vehicle according to the location tracking command and display the location tracking result on the display unit 50.

도 2는 차선 중심 오프셋을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for describing a lane center offset.

도시한 바와 같이, 차로의 양측에 배치된 차선(11) 안에 선행 차량(12)이 주행하는 경우, 그 선행 차량(12)의 위치 추적을 위해서는 제어부(30)가 1차 이상의 추적 필터를 사용한다. 이러한 추적 필터로는 alpha filter, alpha-beta filter, Kalman filter 등을 사용할 수 있다. As shown in the drawing, when the preceding vehicle 12 travels in the lanes 11 disposed on both sides of the lane, the control unit 30 uses the first or more tracking filter to track the position of the preceding vehicle 12. . As the tracking filter, an alpha filter, an alpha-beta filter, or a Kalman filter can be used.

예를 들어 추적 필터로 alpha filter를 사용한 경우, 선행 차량(12)에 대한 차회차 횡위치 예측값은 다음 식1)에 의해 구할 수 있다. For example, when the alpha filter is used as the tracking filter, the next turn lateral position prediction value for the preceding vehicle 12 can be obtained by the following equation (1).

식1)Equation 1)

차회차 횡위치예측값 = 당회차 횡위치예측값 + (고정이득 파라미터*횡위치 예측에러) Next lateral position prediction value = Current lateral position prediction value + (fixed gain parameter * lateral position prediction error)

횡위치 예측 에러 = 당회차 횡위치 측정값 - 당회차 횡위치 예측값Transverse position prediction error = Current traverse position measurement value-Current traverse position prediction value

여기서 고정이득 파라미터는 사전 설정되며, 0 이상 1이하에서 설정될 수 있다. Herein, the fixed gain parameter is preset and may be set from 0 or more and 1 or less.

식1)에 따라 선행 차량의 횡위치 예측을 할 수 있겠으나, 고정이득 파라미터가 고정되어 있어 그 예측 성능의 한계 때문에 식1)에 가변이득 파라미터를 더 고려하여 횡위치 예측값을 구하기 위해 식2)를 사용할 수 있다.It is possible to predict the lateral position of the preceding vehicle according to Equation 1), but because the fixed gain parameter is fixed, it is necessary to consider the variable gain parameter in Eq. Can be used.

식2)Equation 2)

차회차 횡위치예측값 = 당회차 횡위치예측값 + (고정이득 파라미터*가변이득 파라미터*횡위치 예측에러) Next lateral position predicted value = Current lateral position predicted value + (fixed gain parameter * variable gain parameter * lateral position predicted error)

여기서 가변이득 파라미터는 차선 중심 오프셋(lane-center offset)의 차분값에 의해 설정될 수 있다.The variable gain parameter may be set by a difference value of a lane-center offset.

도 2에 도시한 바와 같이, 차선 중심 오프셋(A)은 양측의 차선을 “1”로 설정하고 그 중심을 “0”으로 설정하는 경우, 그 차선 중심으로부터 얼마나 벗어난 정도를 나타내는 것을 의미한다.As shown in FIG. 2, when the lane center offset A is set to both lanes of "1" and the center of the lane to "0", it means how far from the center of the lane.

이러한 차선 중심 오프셋의 차분값은 식3)에 의해 구할 수 있다.The difference value of such lane center offset can be obtained by equation (3).

식3)Equation 3)

차선 중심 오프셋 차분값 = 당회차 차선 중심 오프셋 - 이전회차 차선 중심 오프셋Lane Center Offset Difference = Current Lane Lane Center Offset-Previous Lane Lane Center Offset

여기서 당회차 차선 중심 오프셋은 센서로 측정한 값이고 이전회차 차선 중심 오프셋은 예측한 값으로, 차선 중심 오프셋 차분값은 이전회차에서 예측한 값과 센서로 측정한 값의 차이를 의미한다.In this case, the current lane center offset is a value measured by a sensor, the previous lane lane center offset is a predicted value, and the lane center offset difference value is a difference between the value predicted by the previous round and a value measured by a sensor.

식3)에 따라 차선 중심 오프셋 차분값을 구한 경우, 도 3과 같이 미리 설정된 이득 결정 맵을 이용하여 가변이득 파라미터의 이득을 설정할 수 있다. When the lane center offset difference value is obtained according to Equation 3), the gain of the variable gain parameter may be set using a gain determination map preset as shown in FIG. 3.

식3)에서 구한 차선 중심 오프셋 차분값이 양수이면, 가변이득 파라미터를 “1”또는 “1보다 작은 값”으로 설정한다. 여기서 차선 중심 오프셋 차분값이 상대적으로 작으면“1”로 설정되고 상대적으로 크면 “1보다 작은 값”을 설정되는 이유는 그 차선 중심 차분값이 클수록 차선 중심에서 바깥쪽으로 나가는 상태가 되므로 이를 보정하기 위함이다.If the lane center offset difference value obtained in Equation 3) is positive, the variable gain parameter is set to "1" or "less than 1". If the lane center offset difference value is relatively small, it is set to “1”. If the lane center offset difference value is relatively large, the value of “less than 1” is set. For sake.

차선 중심 오프셋 차분값이 0이하이면 가변 이득 파라미터를 “1”를 설정한다. 여기서 가변 이득 파라미터가 “1”로 설정되면, 식2)는 식1)과 같아진다.Set the variable gain parameter to “1” if the lane center offset difference is less than or equal to zero. If the variable gain parameter is set to " 1 ", then equation 2) is equal to equation 1).

이렇게 가변이득 파라미터가 정해진 후 식2)를 이용하여 차회차 횡위치 예측값을 구할 수 있다. 이 차회차 횡위치 예측값으로 차량의 횡위치를 수정한다.After the variable gain parameter is determined, Equation 2) can be used to obtain the next lateral position prediction value. The lateral position of the vehicle is corrected by this next lateral position predicted value.

그런 후 선행 차량의 횡위치와 종위치를 각각 계산하고, 이 차량의 횡위치와 종위치를 바탕으로 선행 차량의 상대 각도를 추정한다. 이후 최종적으로 제어부(30)가 거리 감지 센서(10)로 측정된 선행 차량의 상대 거리와 상대 각도를 이용하여 선행 차량의 움직임 위치를 추적할 수 있다.Then, the transverse position and the longitudinal position of the preceding vehicle are respectively calculated, and the relative angle of the preceding vehicle is estimated based on the transverse position and the longitudinal position of the vehicle. Thereafter, the controller 30 may track the movement position of the preceding vehicle by using the relative distance and the relative angle of the preceding vehicle measured by the distance sensor 10.

이하 도 4에 따라 본 발명의 실시예에 따른 차량의 다물체 위치 추적 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for tracking a multi-object position of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

제어부(30)가 거리 감지 센서(10)를 통해 거리 측정 신호와 카메라(20)를 통해 촬영한 영상 신호를 제공받는다. 이때 제어부(30)가 입력부(40)를 통해 위치 추적 명령이 입력받으면, 식3)에 따라 차선 중심 오프셋 차분값을 계산한다(60). The controller 30 receives a distance measurement signal through the distance sensor 10 and an image signal captured by the camera 20. At this time, if the control unit 30 receives a position tracking command through the input unit 40, the control unit 30 calculates the lane center offset difference value according to Equation 3 (60).

계산된 차선 중심 오프셋 차분값이 양수가 아닌 경우(62의 아니오), 그 차선 중심 오프셋이 0 이하일 경우 가변이득 파라미터를 “1”로 설정하고(64), 계산된 차선 중심 오프셋 차분값이 양수인 경우(62의 예) 도 3의 그래프와 같이 가변이득 파라미터를 “1” 또는 “1보다 작은 값”으로 설정한다(66). If the calculated lane center offset difference value is not positive (No of 62), if the lane center offset difference value is 0 or less, set the variable gain parameter to “1” (64), and the calculated lane center offset difference value is positive. (Example of 62) The variable gain parameter is set to "1" or "value less than 1" as shown in the graph of FIG. 3 (66).

그런 다음 제어부(30)가 식2)에 따라 가변이득 파라미터를 대입하여 차회차 횡위치 예측값을 구하고, 이 차회차 횡위치 예측값으로 차량의 횡위치를 수정한다(68).Then, the controller 30 obtains the next-order lateral position prediction value by substituting the variable gain parameter according to Equation 2), and corrects the lateral position of the vehicle with the next-order lateral position prediction value (68).

그런 다음 제어부(30)가 선행 차량의 횡위치와 종위치를 각각 계산하고, 이 차량의 횡위치와 종위치를 바탕으로 선행 차량의 상대 각도를 추정한다(70). 이후 최종적으로 제어부(30)가 거리 감지 센서(10)로 측정된 선행 차량의 상대 거리와 상대 각도를 이용하여 선행 차량의 움직임 위치를 추적할 수 있다(72).
Then, the controller 30 calculates the transverse position and the longitudinal position of the preceding vehicle, respectively, and estimates the relative angle of the preceding vehicle based on the transverse position and the longitudinal position of the vehicle (70). Thereafter, the controller 30 may track the movement position of the preceding vehicle by using the relative distance and the relative angle of the preceding vehicle measured by the distance detecting sensor 10 (72).

10 : 거리 감지 센서
20 : 카메라
30 : 제어부
40 : 입력부
50 : 표시부10: Distance sensor
20: Camera
30:
40:
50:

Claims (4)

선행 차량의 상대 각도를 추정하여 선행 차량의 위치를 추적하는 차량의 다물체 위치 추적 방법에 있어서,
양측 차선의 중심에서 벗어난 차선 중심 오프셋의 차분값을 계산하고;
상기 계산된 차선 중심 오프셋 차분값에 따라 설정된 이득 파라미터를 이용하여 횡방향 위치를 수정하고;
상기 수정된 횡방향 위치와 종방향 위치를 이용하여 상기 선행 차량의 상대 각도를 추정하는 것;을 포함하는 차량의 다물체 위치 추적 방법.
In the multi-object position tracking method of the vehicle for tracking the position of the preceding vehicle by estimating the relative angle of the preceding vehicle,
Calculate a difference value of the lane center offset deviating from the center of both lanes;
Modify the lateral position using a gain parameter set according to the calculated lane center offset difference value;
Estimating the relative angle of the preceding vehicle using the modified transverse position and the longitudinal position.
제1항에 있어서,
상기 차선 중심 오프셋의 차분값은 당회차 차선 중심 오프셋과 이전회차 차선 중심 오프셋의 차이로 설정하고,
상기 횡방향 위치를 수정 시 차회차 횡위치예측값을 이용하는 차량의 다물체 위치 추적 방법.
The method of claim 1,
The difference value of the lane center offset is set to the difference between the current lane lane offset and the previous lane lane offset.
Method of tracking a multi-object position of the vehicle using the next-order lateral position prediction value when correcting the lateral position.
제2항에 있어서,
상기 차회차 횡위치예측값은 다음 계산식에 따라 구하는 차량의 다물체 위치 추적 방법.
계산식
차회차 횡위치예측값 = 당회차 횡위치예측값 + (고정이득 파라미터*가변이득 파라미터*횡위치 예측에러)
횡위치 예측 에러 = 당회차 횡위치 측정값 - 당회차 횡위치 예측값
3. The method of claim 2,
The next vehicle lateral position prediction value is calculated according to the following formula.
formula
Next lateral position predicted value = Current lateral position predicted value + (fixed gain parameter * variable gain parameter * lateral position predicted error)
Transverse position prediction error = Current traverse position measurement value-Current traverse position prediction value
제3항에 있어서,
상기 이득 파라미터는 가변이득 파라미터이고,
상기 차선 중심 오프셋의 차분값이 양수가 아니면 상기 가변이득 파라미터를 “1”로 설정하고, 상기 차선 중심 오프셋의 차분값이 양수이면 상기 가변이득 파라미터를 “1” 또는 “1 보다 작은 값”으로 설정하는 차량의 다물체 위치 추적방법.
The method of claim 3,
The gain parameter is a variable gain parameter,
If the difference value of the lane center offset is not positive, the variable gain parameter is set to "1". If the difference value of the lane center offset is positive, the variable gain parameter is set to "1" or "less than 1". Multi-body location tracking method of the vehicle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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