KR101479870B1

KR101479870B1 - 차선 이탈 감지 방법 및 감지 시스템

Info

Publication number: KR101479870B1
Application number: KR20130153595A
Authority: KR
Inventors: 한청훈; 장재경
Original assignee: 한청훈; 장재경
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-01-09

Abstract

본 발명은 차선 이탈 감지 방법 및 감지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로를 주행중인 차량이 차선을 이탈하였는지 여부를 신속히 판단하여 제공하는 방안에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 차선 이탈 감지 방법은 촬영된 영상으로부터 차선을 검출하는 단계, 검출된 상기 차선으로부터 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계 및 운행중인 상기 차량이 차선을 이탈하였다고 판단되면, 이에 대한 정보를 외부로 출력하는 단계를 포함한다.

Description

차선 이탈 감지 방법 및 감지 시스템{A wheel with a storage space}

본 발명은 차선 이탈 감지 방법 및 감지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로를 주행중인 차량이 차선을 이탈하였는지 여부를 신속히 판단하여 제공하는 방안에 관한 것이다.

ASV(Advanced Safety Vehicle)는 차량의 안전도 향상을 위해서 첨단 전자기술과 제어 기술을 적용하는 첨단 차량으로, 교통사고를 감소시켜 교통량을 증가시키고 에너지를 절약하며 운전자의 편의를 도모하게 된다.

ASV의 하나로써 차선 이탈 경보 시스템(LDWS : Lane Definition Warning System)은 차량에 부착된 카메라로부터 전방도로 영상을 감지하여 현재 달리고 있는 차선을 파악한 후, 만약 운전자가 부주의나 졸음 운전 등으로 차선을 이탈하려고 하면 경보음이 울리도록 하여 주는 안전장치이다.

차선 이탈 경보 시스템은 자동차 전방의 영상신호를 분석하여 차량이 차선을 벗어났는지를 판단하는 차선 검출 장치와 이차선 검출 장치의 분석 결과 차량이 차선을 벗어나면 그 사실을 운전자에게 경고하는 경보 발생부를 포함한다.

이와 같은 차선 이탈 경보 시스템은 도로 운송망이 잘 갖춰지고 자동차 산업이 발달한 나라에서는 운전자들, 특히 트럭 운전사와 장거리 출퇴근자들이 장시간 운전에 따른 피로, 부주의 졸음 운전으로 인한 차선이탈사고의 위험에 노출된 상황에서 그 필요성이 부각되고 있다.

한국공개특허 제2007-0075789호(발명의 명칭: 자동차의 차선 이탈 경보 시스템)은 좌·우 방향지시등(50)(50')으로부터 작동음을 감지하는 방향지시등 작동음 센서(60)(60')과; 상기 각 방향지시등 작동음 센서(60)(60')로부터 상기 각 방향지시등(50)(50')의 특정 주파수 대역만을 필터링하여 인식하는 BPF(40)와; GPS(30)로부터 속도 관련 정보가 입력되며, 상기 BPF(40)로부터 필터링되어 입력된 정보와 LDWS(20)로부터 입력된 차선이탈 정보를 비교판단하여 상기 각 방향지시등(50)(50')의 작동여부에 따라 상기 LDWS(20)에 의해 차선이탈 경보 발생부(70)를 작동시키는 마이컴(10);으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 차선 이탈 경보 시스템을 제안하고 있다.

한국공개특허 제2012-0046954호(발명의 명칭: 차량의 차선이탈 경보시스템)는 차량의 주행도로 전방을 촬영하여 영상신호를 출력하는 영상획득수단, 상기 영상획득수단의 센싱값을 입력되는 변경정보(센싱값 변경시점)에 따라 가변하도록 제어하는 센서설정수단, 상기 영상획득수단에서 출력한 영상신호의 제1 프레임으로부터 차선정보를 추출하는 LDWS 검출수단, 상기 영상획득수단에서 출력한 영상신호의 제1 프레임 및 제2 프레임으로부터 전방 도로정보를 추출하는 램프검출수단 및 상기 영상획득수단의 센싱값의 조절을 위한 변경정보(센싱값 변경시점)를 센서설정수단으로 출력하고, 상기 LDWS 검출수단에서 추출한 현재 프레임의 차선정보와 과거 프레임의 차선정보의 차이를 비교하여 차선이탈을 결정하며, 상기 램프검출수단에서 추출한 전방 도로정보에 따라 전조등을 제어하는 제어수단을 포함하는 것인 차량의 차선이탈 경보시스템을 제안하고 있다.

하지만, 획득한 영상으로부터 차선을 인식하는 알고리즘은 잡음 제거나 영상개선과 같은 전처리 과정을 수행하는 것이 일반적이다. 하지만, 전처리 과정을 수행하기 위해서는 전체 또는 국부적인 영역을 다루어야 하며, 많은 계산량을 요구한다는 문제점을 가지게 된다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 잡음 제거나 영상개선과 같은 전처리 과정을 수행하지 않고 획득한 영상으로부터 차선을 인식하는 방안을 제안함에 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 인식된 차선으로부터 차량이 차선을 이탈하였는지 여부를 신속히 판단하는 방안을 제안함에 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 차선 이탈 감지 방법은 촬영된 영상으로부터 차선을 검출하는 단계, 검출된 상기 차선으로부터 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계 및 운행중인 상기 차량이 차선을 이탈하였다고 판단되면, 이에 대한 정보를 외부로 출력하는 단계를 포함한다.

또한, 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계는 검출된 차선이 두 개이면, 제1길이를 갖는 가로와 제2길이를 갖는 세로로 구성된 직사각형 윈도우에 검출된 상기 차선을 삼각형의 두 변이며, 두 변의 하단 꼭지점을 연결한 밑변으로 구성된 이등변 삼각형의 적어도 일부를 표시하며, 상기 이등변 삼각형의 밑변의 중앙은 차량의 중심임을 표시하는 제1식별자와 상기 제1식별자와 일정거리 이격되며 상기 차량의 바퀴임을 표시하는 두 개의 제2식별자를 표시하는 단계, 상기 직사각형 윈도우의 가로와 상기 이등변 삼각형의 밑변이 서로 평행을 이루도록 상기 이등변 삼각형을 상기 제1식별자를 중심으로 회전시키는 단계 및 상기 이등변 삼각형을 회전한 회전 각도, 상기 제2식별자와 상기 직사각형 윈도우의 하단 꼭지점까지의 거리를 이용하여 상기 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계는 검출된 차선이 하나이면, 제1길이를 갖는 가로와 제2길이를 갖는 세로로 구성된 직사각형 윈도우에 검출된 차선을 표시하는 단계, 상기 차선과 상기 직사각형 윈도우의 하단과 만나는 지점에 중앙은 차량의 중심임을 표시하는 제1식별자와 상기 제1식별자와 일정거리 이격되며 상기 차량의 바퀴임을 표시하는 두 개의 제2식별자가 표시된 밑변을 갖는 이등변 삼각형을 구성하는 꼭지점 중 밑변과 만나는 두 개의 꼭지점 중 어느 하나의 꼭지점을 위치시키는 단계, 두 개의 상기 제2식별자 중 어느 하나의 제2식별자가 상기 직사각형 윈도우를 구성하는 영역 외부에 위치하는 여부를 이용하여 상기 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 차선 인식 후 차선의 이탈 여부를 판단하여 운전자에게 소리 및 표시 장치를 이용하여 주의 및 경고를 제공함으로써 운전자의 안전 운전을 제공한다.

또한 본 발명은 잡음 제거나 영상개선과 같은 전처리 과정을 수행하지 않고 획득한 영상으로부터 차선을 인식하는 방안을 제안함으로써 신속하게 차선을 인식할 수 있으며, 부가하여 차선의 이탈 여부도 신속히 판단할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 차선을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 경사형 마스크를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 도로 영역을 분할한 예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 수신된 영상에서 차선을 검출하는 영역 및 방향을 도시하고 있다.
도 5는 상술한 탐색 방법에 의해 탐색된 탐색 결과를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 검출된 후보점을 기준으로 후보 차선을 검출하는 예를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 경로의 방향성을 탐색하는 과정을 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 최종 검출된 좌측, 우측 차선을 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 검출 알고리즘을 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 인식 알고리즘을 도시하고 있다.
도 11은 수신된 영상을 윈도우에 정규화하는 과정을 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 양측 차선이 모두 검출된 경우 차선의 이탈 여부를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 차선이 검출된 경우 차선의 이탈 여부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 수신된 영상으로부터 하나의 차선이 검출된 경우 다른 하나의 차선을 유추하는 예를 도시하고 있다.
도 15는 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 차선이 검출된 경우 차선의 이탈 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도로상에는 자동차, 자동차 바퀴자국, 페인트 자국 등 차선과 유사하거나 구별이 쉽지 않은 차선이 존재하므로, 색상에 따른 차선의 명도 변화(황색, 백색, 청색)에 강인한 차선 검출 알고리즘이 필요하다.

도 1은 일반적인 차선을 도시하고 있다. 본 발명은 도 1에 도시되어 있는 차선의 특성에 부합하는 알고리즘을 제안한다. 도 1에 의하면, 차선은 원근감, 에지의 방향성 및 양자선의 소실점을 갖는다는 것을 알 수 있다.

본 발명은 차선의 에지 특성을 감안하여 좌측차선에는 좌측마스크를, 우측차선에는 우측마스크를 사용하여 각각의 차선을 검출하는 방안을 제안한다.

도 2는 본 발명에 따른 경사형 마스크를 나타내고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명에서 경사형 마스크를 적용하는 과정을 설명하기로 한다.

설명의 편의를 위해 좌측마스크는 LM이라 표시하며, 우측마스크는 RM이라 표시하기로 한다. 도 2에 의하면, 좌측에 위치하고 있는 블럭의 영상은 좌측마스크를 적용하며, 우측에 위치하고 있는 블럭의 영상은 우측마스크를 적용한다.

또한, 도 2에 의하면,

PA1=LM(x, y-2) PA1=RM(x, y-2)

PB1=LM(x+2, y) PB1=RM(x-2, y)

PA2=LM(x-1, y-2) PA1=RM(x+1, y-2)

PB2=LM(x+1, y2) PB2=RM(x-1, y)

이고,

조건식은

If PA1-PB1>0 이고 PA2-PB2>0 이면 파지티브(업) 에지

If PA1-PB1<0 이고 PA2-PB2<0 이면 네거티브(다운) 에지

이와 같이 본 발명은 업 에지와 다운 에지를 추출해서 후보점으로 하며, 그 후보점을 기준으로 다시 업과 다운(위와 아래로) 완전한 차선을 탐색한다. 이 경사형 마스크를 사용할 경우 유사차선 제거 알고리즘을 함께 사용한다. 즉, 유사차선 제거 알고리즘을 사용하면 타이어 자국이나 도로가 패인 흔적을 찾아 제거하므로 차선을 탐색하는데 유리하다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 도로 영역을 분할한 예를 도시하고 있다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 도로 영역을 분할하는 과정에 대해 알아보기로 한다.

본 발명은 카메라를 통해 수신된 영상의 처리를 용이하게 하며, 처리 시간을 단축시키기 위해 도로 영상을 분할하여 탐색하는 방안을 제안한다.

도 3에 의하면, SerLS: 탐색의 시작한계, Ey=SerLE: 탐색의 끝한계

Sy=SerSH: 주요 탐색 시작라인, Ey=SerEH: 주요 탐색 끝라인

SerHC: 이미지의 중심이면서 1차 탐색한계

SerEH: 주요 탐색 끝라인

TIN_UP, TIN_DN: 캘리버레이션(Calibration) 삼각형 영역 내 각각 상단 영역 및 하단 영역

TNP, BNP, LNP, RNP: 차선 소실점 존재 범위

SerSW, SerEW: X축 방향 각각 좌측 탐색 한계 및 우측 탐색 한계

L_CP, R_CP: 각각 좌, 우측 차선이탈 기준점

굵은 실선: 캘리버레이션용 대각선(삼각형)

M: 좌, 우측 영역의 중심을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 수신된 영상에서 차선을 검출하는 영역 및 방향을 도시하고 있다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이 중심M을 기준으로 좌측과 우측 영역으로 나누어 각각의 차선을 탐색한다. 탐색영역과 탐색선은 도 4에 도시되어 있는 바와 같다. 즉, 각 영역은 화살표 방향으로 좌측 또는 우측으로 탐색하며 아래에서 위 방향으로 탐색한다. 도 5는 상술한 탐색 방법에 의해 탐색된 탐색 결과를 도시하고 있다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 1차 탐색 라인으로부터 후보점을 검출하며, 검출된 후보라인으로부터 1차 후보차선을 검출한다. 또한, 2차 탐색 라인으로부터 후보점을 검출하며, 검출된 후보라인으로부터 2차 후보차선을 검출한다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 검출된 후보점을 기준으로 후보 차선을 검출하는 예를 도시하고 있다.

도 6에 도시되어 있는 바와 같이 1차 탐색라인에서 탐색된 후보점으로부터 업스캔 또는 다운스캔을 수행하여 1차 후보 차선을 검색한다. 도 6에서 l은 다운에지 포인트를 나타내며, f는 업에지 포인트를 나타낸다. 다운에지 포인트와 업에지 포인트는 상술한 바와 같이 경사형 마스크를 이용하여 산출한다.

d는 다운에지 포인트와 업에지 포인트 사이의 거리를 나타내며, UpCnt는 업카운트의 개수, DnCnt는 다운카운트의 개수를 나타낸다.

도 6에 의하면, ly와 fy를 기준으로 업스캔 및 다운스캔을 수행함을 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 경로의 방향성을 탐색하는 과정을 도시하고 있다. 1차 후보차선이 존재하면 2차 탐색라인으로 2차 후보차선을 탐색한다. 이렇게 검출된 후보차선들을 직선으로 연결하면 하나의 차선이 형성된다.

도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 최종 검출된 좌측, 우측 차선을 도시하고 있다.

도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 검출 알고리즘을 도시하고 있다. 이하 도 9를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 검출 장치에서 차선 검출 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

좌측 차선과 우측 차선을 검출하는 알고리즘은 동일하므로, 도 9는 좌측 차선 또는 우측 차선을 구분하지 않고 하나의 알고리즘을 적용하여 차선을 검출하는 과정에 대해 알아보기로 한다.

S900단계에서 차선 검출을 시작한다. 즉, 좌측 차선과 우측 차선 중 어느 하나의 차선을 검출한다.

S902단계에서 후보 차선을 탐색한다.

S904단계에서 후보 차선을 탐색하기 위해 수신된 영상에 마스크를 적용한다.

S906단계에서 후보점이 존재하는지 판단한다. 후보점이 존재하면 S908단계로 이동하며, 후보점이 존재하지 않으면 S902단계로 이동한다.

S908단계에서 후보점을 기준으로 업스캔을 수행하며, S910단계에서 후보점을 기준으로 다운스캔을 수행한다.

S912단계에서 업스캔을 수행한 횟수와 다운스캔을 수행한 횟수를 합산하며, S914단계에서 합산한 값이 1차 최소 카운트와 비교한다. 합산한 값이 1차 최소 카운트보다 크거나 같으면 S914단계로 이동하며, 작으면 S904단계로 이동한다.

S914단계에서 차선 경로 정보를 수집하며, S916단계에서 수집한 차선경로의 형태가 저장된 차선경로 형태 중 어느 하나의 유형에 포함되면, S918단계로 이동한다.

S918단계에서 수집한 차선경로의 색상이 저장된 차선색상 중 어느 하나의 색상에 포함되면 S920단계로 이동한다. 즉, 일반적으로 차선의 색상은 백색, 청색, 황색 중 어느 하나의 색상을 갖는다.

S920단계에서 수집한 차선경로의 길이가 저장된 차선경로의 길이 중 어느 하나의 길이에 포함되면 S922단계로 이동한다. 즉, 일반적으로 차선은 실선 및 점선으로 구성되며, 점선의 경우 일정한 길이를 갖는다.

S922단계에서 2차 차선 경로를 탐색한다. S924단계에서 탐색한 2차 차선 경로가 후보 차선의 조건에 부합하면, S926단계로 이동하여 탐색한 2차 차선 경로를 후보 차선으로 저장한다.

상술한 과정을 통해 한쪽 차선 또는 양측 차선을 구분하여 검출한다.

도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 인식 알고리즘을 도시하고 있다. 이하 도 10을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 차선 인식 장치에서 차선 인식 알고리즘을 수행하는 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

S1000단계에서 데이터를 초기화하며, S1002단계에서 차선을 검출한다.

S1004단계에서 차선이 존재하는지 판단하며, 차선이 존재하면 S1006단계로 이동한다. S1006단계에서 차선의 분류하며, S1008단계에서 분류한 차선에 인식 파라미터를 적용한다.

S1010단계에서 차선으로 타당한지 판단하며, S1012단계에서 필요한 경우 차선을 유추하며, S1014단계에서 양쪽 차선이 존재하는지 판단하며, 양쪽 차선이 존재하면 S1016단계로 이동하며, 하나의 차선이 존재하면 S1018단계로 이동한다.

S1020단계에서 이등변 삼각형을 만들며, S1022단계에서 차량의 회전각 및 변위를 계산하며, S1024단계에서 필요한 경우 보상 인자를 계산한다.

S1026단계에서 차선을 이탈하였는 지 판단하며, 차선을 이탈하였으면 S1028단계로 이동하여 경고음을 발생한다.

이하에서 인식된 차선을 이용하여 차선의 이탈 여부를 판단하는 방안에 대해 구체적으로 알아보기로 한다.

카메라의 영상에서 보여지는 차선을 길이(L)과 높이(H)를 갖는 윈도우에 도 11과 같이 정규화하여 차선을 이등변 삼각형으로 모델링하여 차선의 이탈 여부를 판단한다. 도 11에 의하면, 윈도우 하단 중심에 차량의 중심과 도로의 중심을 일치시키고 있음을 알 수 있다.

보상인자(CF)= 실제 도로의 차선 폭(LW)/영상의 차선 폭(ILW)

상술한 보상인자를 영상의 인식 파라미터에 적용하여 실측치를 구한다. 즉, 카메라의 영상으로부터 획득한 차선 폭과 보상인자를 이용하여 실제 도로의 차선 폭을 산출한다. 일반적으로 실제 도로의 차선 폭은 대략 3 내지 3.5미터이다. 차량이 차선을 이탈했는지 여부는 하나의 차선이 검출된 경우와 양측 차선이 모두 검출된 경우로 구분하여 설명하기로 한다.

먼저 양측 차선이 모두 검출된 경우에 대해 알아보기로 한다. 양측 차선이 모두 검출된 경우에 차선의 이탈 여부는 도 12를 이용하여 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 양측 차선이 모두 검출된 경우 차선의 이탈 여부를 설명하기 위한 도면이다.

양측 차선이 모두 검출되었으므로 이등변 삼각형 형태로 차선을 모델링할 수 있다. 이 모델에 차량의 중심(원형으로 표시)을 삼각형의 중심에 일치시키며, 양쪽 바퀴는 그 중심으로부터 일정 거리만큼 이격된 지점에 위치시킨다. 도 12에서는 양쪽 바퀴를 사각형 형태의 점으로 표시하고 있다.

이후 윈도우의 삼각형 NG와 차선이 이루는 삼각형 N'G'을 원점을 중심으로 회전하면 G가 최종적으로 G"로 이동한다. 또한 회전값과 이동값을 이용하여 LT"와 RT"의 위치를 판단할 수 있으며, 이후 LD와 RD의 값을 비교하여 차량이 우측으로 이탈하였는지 좌측으로 이탈하였는지 여부를 판단한다.

이에 대해 구체적으로 살펴보면, 도 12(a)에 의하면 청색으로 표시된 이등변 삼각형이 카메라에 의해 수신된 영상으로부터 인식된 차선을 나타낸다. 즉, 이등변 삼각형의 하단 중앙에 위치한 원형이 차량의 중심을 나타내며, 원형으로부터 일정 거리 이격된 지점에 위치한 사각형 형태의 점이 바퀴를 나타낸다. 청색으로 표시된 이등변 삼각형의 하단이 윈도우의 하단과 평행을 이루도록 차량의 중심인 원형을 중심으로 청색으로 표시된 이등변 삼각형을 회전시킨다.

도 12(b)에 의하면, 청색으로 표시된 이등변 삼각형의 하단과 윈도우의 하단이 평행을 이루고 있음을 알 수 있다. 이후 차량의 좌측 바퀴와 윈도우 좌측 하단꼭지점까지의 거리(LD), 차량의 우측 바퀴와 윈도우 우측 하단 꼭지점까지의 거리(RD)를 산출한다. 산출한 LD와 RD, 그리고 청색으로 표시된 이등변 삼각형을 회전한 회전각을 이용하여 차량의 이탈 여부를 판단한다. 즉, 도 12에서 LD가 RD보다 상대적으로 큰 경우에는 차량이 좌측 차선을 이탈하였음을 알 수 있다.

이하에서는 도 13을 이용하여 하나의 차선이 검출된 경우에 대해 알아보기로 한다.

도 13은 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 차선이 검출된 경우 차선의 이탈 여부를 설명하기 위한 도면이다. 한 개의 차선이 검출되었을 경우 특히 도 13(a)와 같이 좌측 차선이 한 개 검출되었다고 하면, 윈도우의 하단을 기준으로 검출된 차선과 동일한 각도를 갖는 가상 차선을 도 13(b)와 같이 유추할 수 있다. 즉, 실선으로 표시된 검출된 차선과 평행을 이루는 가상의 점선을 윈도우 하단의 꼭지점인 B로부터 연장된 AB를 구하며, 이후 A와 윈도우 하단의 다른 꼭지점인 C와 연결한다.

도 13(c)는 도 13(b)의 점선AC를 검출한 차선과 윈도우 상단이 만나는 지점으로의 평행 이동시킨다. 이와 같이 점선AC를 검출한 차선과 윈도우 상단이 만나는 지점으로 평행 이동시킨 점선이 가상의 차선이 된다.

LCP와 RCP는 차선이탈의 기준점이며, LCP는 좌측 차선 이탈점, RCP는 우측 차선 이탈점을 나타낸다. 또한 P는 차선의 시작점을 나타낸다.

도 14는 수신된 영상으로부터 하나의 차선이 검출된 경우 다른 하나의 차선을 유추하는 예를 도시하고 있다. 도 14에 의하면 검출된 차선을 기준으로 도 13에서 언급한 과정을 통해 다른 하나의 차선을 유추함을 알 수 있다.

도 15는 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 차선이 검출된 경우 차선의 이탈 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 15에 의하면, 검출된 차선은 윈도우 내에서 좌측에 위치하며, 이로 인해 검출된 차선과 윈도우 하단이 만나는 지점에 윈도우의 우측 하단 꼭지점(P3)이 위치하도록 P1, P2, P3로 구성되는 삼각형을 이동시킨다. 물론 검출된 차선이 윈도우 내에서 우측에 위치하는 경우에는 검출된 차선과 윈도우 하단이 만나는 지에 윈도우의 좌측 하단 꼭지점(P2)점이 위치하도록 P1, P2, P3로 구성되는 삼각형을 이동시킨다.

이동한 이후 가상의 삼각형 내에 위치하는 차량의 바퀴가 위치하는 지점이 윈도우 내에 위치하는지 여부를 이용하여 차량이 차선을 이탈하였는지 판단한다. 즉, 가상의 삼각형 내에 위치하는 차량의 좌측 바퀴(LT')가 윈도우 내에 위치하지 않는 경우에는 차량이 좌측 차선을 이탈한 것으로 판단하며, 차량의 우측 바퀴(RT')가 윈도우 내에 위치하지 않는 경우에는 차량이 우측 차선을 이탈한 것으로 판단한다.

도 15는 가상의 삼각형 내에 위치하는 차량의 좌측 바퀴(LT')가 윈도우 내에 위치하지 않으므로 차량의 좌측 차선을 이탈한 것으로 판단한다.

이와 같이 본 발명은 카메라로부터 수신된 영상으로부터 차선을 인식하고, 인식된 차량으로부터 차량의 차선 이탈 여부를 판단한다. 또한, 차선이 차선을 이탈하였다고 판단되는 경우에는 경고음을 발생하는 스피커나 디스플레이를 통해 이에 대한 정보를 운전자에게 제공한다. 물론 수신된 영상으로부터 차선을 인식하는 과정은 차선 인식부에서 수행하며, 차량의 차선 이탈 여부는 차선 이탈 판단부에서 수행한다. 물론 차선 인식부와 차선 이탈 판단부는 차선 인식 및 이탈 판단부인 하나의 구성에서 수행될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims

삭제
촬영된 영상으로부터 차선을 검출하는 단계;
검출된 상기 차선으로부터 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계; 및
운행중인 상기 차량이 차선을 이탈하였다고 판단되면, 이에 대한 정보를 외부로 출력하는 단계를 포함하며,
상기 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계는,
검출된 차선이 두 개이면, 제1길이를 갖는 가로와 제2길이를 갖는 세로로 구성된 직사각형 윈도우에 검출된 상기 차선을 삼각형의 두 변이며, 두 변의 하단 꼭지점을 연결한 밑변으로 구성된 이등변 삼각형의 적어도 일부를 표시하며, 상기 이등변 삼각형의 밑변의 중앙은 차량의 중심임을 표시하는 제1식별자와 상기 제1식별자와 일정거리 이격되며 상기 차량의 바퀴임을 표시하는 두 개의 제2식별자를 표시하는 단계;
상기 직사각형 윈도우의 가로와 상기 이등변 삼각형의 밑변이 서로 평행을 이루도록 상기 이등변 삼각형을 상기 제1식별자를 중심으로 회전시키는 단계; 및
상기 이등변 삼각형을 회전한 회전 각도, 상기 제2식별자와 상기 직사각형 윈도우의 하단 꼭지점까지의 거리를 이용하여 상기 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 차선 이탈 감지 방법.
제 2항에 있어서, 상기 차선 이탈 여부를 판단하는 단계는,
상기 제1식별자의 좌측에 위치한 제2식별자와 상기 직사각형 윈도우의 좌측 하단에 위치한 꼭지점까지의 거리가 상기 제1식별자의 우측에 위치한 제2식별자와 상기 직사각형 윈도우의 우측 하단에 위치한 꼭지점까지의 거리보다 상대적으로 긴 경우에는 상기 차량이 운행 중인 차선의 좌측 차선을 이탈하였다고 판단함을 특징으로 하는 차선 이탈 감지 방법.
촬영된 영상으로부터 차선을 검출하는 단계;
검출된 상기 차선으로부터 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계; 및
운행중인 상기 차량이 차선을 이탈하였다고 판단되면, 이에 대한 정보를 외부로 출력하는 단계를 포함하며,
상기 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계는,
검출된 차선이 하나이면, 제1길이를 갖는 가로와 제2길이를 갖는 세로로 구성된 직사각형 윈도우에 검출된 차선을 표시하는 단계;
상기 차선과 상기 직사각형 윈도우의 하단과 만나는 지점에 중앙은 차량의 중심임을 표시하는 제1식별자와 상기 제1식별자와 일정거리 이격되며 상기 차량의 바퀴임을 표시하는 두 개의 제2식별자가 표시된 밑변을 갖는 이등변 삼각형을 구성하는 꼭지점 중 밑변과 만나는 두 개의 꼭지점 중 어느 하나의 꼭지점을 위치시키는 단계;
두 개의 상기 제2식별자 중 어느 하나의 제2식별자가 상기 직사각형 윈도우를 구성하는 영역 외부에 위치하는 여부를 이용하여 상기 운행중인 차량의 차선 이탈 여부를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 차선 이탈 감지 방법.
제 4항에 있어서, 상기 차선 이탈 여부를 판단하는 단계는,
상기 제1식별자의 좌측에 위치한 제2식별자가 상기 직사각형 윈도우의 외부에 위치하면 상기 차량이 운행 중인 차선의 좌측 차선을 이탈하였다고 판단하며, 상기 제1식별자의 우측에 위치한 제2식별자가 상기 직사각형 윈도우의 외부에 위치하면 상기 차량이 운행 중인 차선의 우측 차선을 이탈하였다고 판단하며 함을 특징으로 하는 차선 이탈 감지 방법.
제 4항에 있어서, 상기 차선과 상기 직사각형 윈도우의 하단과 만나는 지점에 중앙은 차량의 중심임을 표시하는 제1식별자와 상기 제1식별자와 일정거리 이격되며 상기 차량의 바퀴임을 표시하는 두 개의 제2식별자가 표시된 밑변을 갖는 이등변 삼각형을 구성하는 꼭지점 중 밑변과 만나는 두 개의 꼭지점 중 어느 하나의 꼭지점을 위치시키는 단계는,
검출된 상기 차선이 직사각형 윈도우 내부에서 상대적으로 좌측에 위치하면,
상기 차선과 상기 직사각형 윈도우의 하단과 만나는 지점에 중앙은 차량의 중심임을 표시하는 제1식별자와 상기 제1식별자와 일정거리 이격되며 상기 차량의 바퀴임을 표시하는 두 개의 제2식별자가 표시된 밑변을 갖는 이등변 삼각형을 구성하는 꼭지점 중 밑변과 만나는 두 개의 꼭지점 중 우측에 위치하고 있는 꼭지점을 위치시킴을 특징으로 하는 차선 이탈 감지 방법.
외부로부터 영상을 수신하는 카메라;
상기 카메라로부터 수신된 영상으로부터 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항의 동작을 수행하는 차선 인식 및 이탈 판단부; 및
상기 차선 인식 및 이탈 판단부에서 상기 차량이 차선이 이탈하였다고 판단된 경우에 외부로 경고음을 출력하는 스피커를 포함함을 특징으로 하는 차선 이탈 감지 시스템.