KR101501851B1 - Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells - Google Patents

Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells Download PDF

Info

Publication number
KR101501851B1
KR101501851B1 KR20130146675A KR20130146675A KR101501851B1 KR 101501851 B1 KR101501851 B1 KR 101501851B1 KR 20130146675 A KR20130146675 A KR 20130146675A KR 20130146675 A KR20130146675 A KR 20130146675A KR 101501851 B1 KR101501851 B1 KR 101501851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lane
image
detecting
degrees
area
Prior art date
Application number
KR20130146675A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조상복
장영민
조재현
초그바타르 에르데네
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산대학교 산학협력단 filed Critical 울산대학교 산학협력단
Priority to KR20130146675A priority Critical patent/KR101501851B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101501851B1 publication Critical patent/KR101501851B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50Context or environment of the image
    • G06V20/56Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/20Image enhancement or restoration using local operators
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40Extraction of image or video features
    • G06V10/48Extraction of image or video features by mapping characteristic values of the pattern into a parameter space, e.g. Hough transformation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

A method for detecting a traffic line using Hough transformation according to the present invention, comprises: an area of interest setting step of setting an area of interest in an image taken by a camera installed in a vehicle; a noise removal step of: removing noise by applying a Gaussian filter to the image, wherein the area of interest has been set in the image; an edge image generation step of generating an edge image by detecting an edge included in the image from which noise is removed; and a traffic line detection step of detecting a traffic line by applying Hough transformation in accumulator cells within a predetermined range in regard to the edge image. According to the present invention, even though a road environment is harsh, a traffic line can be detected with a high recognition rate. Also, by reducing unnecessary operations in a Hough transformation algorithm for traffic line detection, the speed of traffic line detection can be improved, and at the same time by preventing an unnecessary straight line component except for a traffic line from being detected, the accuracy of traffic line detection can be improved.

Description

최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR LANE DETECTION USING HOUGH TRANSFORMATION AT OPTIMIZED ACCUMULATOR CELLS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a lane using a Huff transformation in an optimized cumulative cell,

본 발명은 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lane detecting apparatus and method using Hough transform in an optimized accumulation cell.

최근 차선을 검출하기 위한 여러 가지 방법들에 대한 연구가 이뤄지고 있으나, 다양한 도로 환경에서 균일한 고 인식률의 차선 검출에 있어서 한계를 보이고 있다.Recently, various methods for detecting lanes have been studied, but they are showing limitations in detecting lanes with uniform high recognition rate in various road environments.

이러한 종래 기술의 하나로 레이저를 이용한 차선 이탈 경고 장치가 있다. 그러나 이 방식에 따르면, 좁은 범위를 식별하기 때문에 차선 검출이 쉽지 않고, 장치의 사이즈가 크기 때문에 설치 시 고려해야할 요소가 많고, 외부 요인에 의해 거울 등 구조물에 변형이 생길 경우 차선 인식 오차가 생기고, 다른 물체나 보행자가 있을 경우 오류가 생기고, 레이저를 조사하여 반사되는 동안의 시간과 처리시간이 오래 걸리고, 그림자, 빛의 산란, 도로위의 인공 물체, 우천, 안개 등의 상황에서 효과적이지 못하다는 등의 여러 문제점들이 있다.One such conventional technique is a lane departure warning apparatus using a laser. However, according to this method, since it is difficult to detect lanes due to the narrow range, there are many factors to be considered in the installation because of the large size of the apparatus. In the case that deformation occurs in the structure such as a mirror due to external factors, Errors occur when there are other objects or pedestrians, and it takes a long time and processing time to reflect by irradiating the laser, and it is not effective in situations such as shadows, light scattering, artificial objects on the road, There are several problems such as.

종래 기술의 다른 예로, 특허문헌 1에는 관심영역 추출에 의한 차선 고속검출 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방식은 필터링을 통해 그림자 부분을 제거한 뒤 차선을 인식하는 방법으로서, 필터링을 통해 촬영된 영상에서 그림자 부분을 제거하여 차선 인식 시 오류를 줄여주는 반면 차선을 인식하는 부분에서 영상정보의 반사성분을 입력받아 차선 정보를 생성하는데 인식률이 높지 않다. 즉, 이 방식은 차선 인식 시 그림자의 영향만을 줄이는 기술일 뿐이며, 가혹한 도로 환경에서 차선 경계를 인식하기 위한 방법으로는 부적합하며, 차선 인식에 실패할 경우 후속 대비책을 마련할 수가 없다는 문제점이 있다.As another example of the prior art, Patent Document 1 discloses a lane-based high-speed detection method by extracting a region of interest. However, this method removes the shadow part through filtering and recognizes the lane. By removing the shadow part from the captured image through filtering, it reduces the error in the lane recognition, whereas in the lane recognizing part, The lane information is generated and the recognition rate is not high. That is, this method is a technique for reducing only the influence of shadows in lane recognition, and is unsuitable as a method for recognizing a lane boundary in a severe road environment, and fails to prepare a follow-up countermeasure if lane recognition fails.

한국공개특허공보 제10-2011-0001427호Korean Patent Publication No. 10-2011-0001427

본 발명은 가혹한 도로 환경에서 고 인식률로 차선을 검출할 수 있는 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting lanes using Huff transformation in an optimized cumulative cell capable of detecting lanes with high recognition rate in harsh road environments.

또한, 본 발명은 차선 검출을 위한 허프 변환 알고리즘에서의 불필요한 연산량을 줄여 차선 검출 속도를 높이는 동시에 차선 이외의 불필요한 직선 성분이 검출되지 않도록 하여 차선 검출의 정확도를 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to improve the accuracy of lane detection by increasing the lane detection speed by reducing the amount of unnecessary calculation in the Huff transformation algorithm for lane detection and by preventing an unnecessary straight line component other than the lane from being detected.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법은 차량에 장착된 카메라가 촬영한 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정단계, 상기 관심영역이 설정된 영상에 대하여 가우시안 필터링을 적용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거단계, 상기 잡음이 제거된 영상에 포함되어 있는 에지를 검출하여 에지영상을 생성하는 에지영상 생성단계 및 상기 에지영상에 대하여 미리 정해진 범위의 누적 셀(Accumulator cell) 내에서 허프 변환(Hough Transformation)을 적용하여 차선을 검출하는 차선 검출단계를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of detecting lanes using Hough transform, the method comprising: setting a ROI on an image captured by a camera mounted on a vehicle; An edge image generation step of generating an edge image by detecting an edge included in the noise-removed image, and a step of generating an edge image in a predetermined range of accumulator cells And a lane detection step of detecting a lane by applying Hough Transformation.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법은 상기 관심영역 설정단계이후, 상기 관심영역이 설정된 영상을 흑백영상으로 변환하는 흑백영상 변환단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of detecting a lane using Hough transform according to the present invention may further comprise a step of converting the image of interest region into a monochrome image after the step of setting the region of interest.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법에 있어서, 상기 차선 검출단계는 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 미리 정해진 최소 임계치 및 최대 임계치 범위 내에서 허프 영역의 θ값들을 연산하는 각도 연산단계, 상기 연산된 θ값들을 평균화하여 θ평균값을 연산하는 각도평균 연산단계 및 상기 θ평균값에 허프 방정식을 적용하여 ρ값을 연산하는 거리 연산단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the lane detection method using Hough transform according to the present invention, the lane detecting step may include an angle calculating step of calculating the values of the Hough area within a range of a minimum threshold value and a maximum threshold value determined for the left lane and the right lane, And a distance calculating step of calculating a ρ value by applying a Hough equation to the θ average value.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법에 있어서, 상기 왼쪽 차선의 최소 임계치는 30도이고 최대 임계치는 60도이고, 상기 오른쪽 차선의 최소 임계치는 120도이고 최대 임계치는 150도인 것을 특징으로 한다.In the lane detection method using Hough transform according to the present invention, the minimum threshold value of the left lane is 30 degrees, the maximum threshold value is 60 degrees, the minimum threshold value of the right lane is 120 degrees, and the maximum threshold value is 150 degrees .

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법에 있어서, 상기 차선 검출단계는 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 병렬적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.In the lane detecting method using Hough transform according to the present invention, the lane detecting step is performed in parallel with respect to the left lane and the right lane.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법에 있어서, 상기 관심영역은 차선이 포함된 영역으로 제한되는 것을 특징으로 한다.In the lane detection method using Hough transform according to the present invention, the ROI is limited to a region including a lane.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법은 상기 차선 검출단계에서 검출된 차선의 영상을 사용자에게 표시하는 차선 영상 표시단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The lane detecting method using Hough transform according to the present invention is characterized by further comprising a lane image displaying step of displaying a lane image detected by the lane detecting step to a user.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치는 차량에 장착된 카메라가 촬영한 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부, 상기 관심영역이 설정된 영상에 대하여 가우시안 필터링을 적용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거부, 상기 잡음이 제거된 영상에 포함되어 있는 에지를 검출하여 에지영상을 생성하는 에지영상 생성부, 상기 에지영상에 대하여 미리 정해진 범위의 누적 셀(Accumulator cell) 내에서 허프 변환(Hough Transformation)을 적용하여 차선을 검출하는 차선 검출부 및 상기 차선 검출단계에서 검출된 차선의 영상을 표시하는 차선 영상 표시단계를 포함하여 구성된다.The lane detection apparatus using Hough transform according to the present invention includes a ROI setting unit for setting a ROI on an image captured by a camera mounted on a vehicle, a noise eliminating unit for applying noise filtering to GI- An edge image generation unit for generating an edge image by detecting an edge included in the noise-removed image, a Hough transformation unit for performing a Hough transform in an accumulator cell within a predetermined range for the edge image, And a lane image display step of displaying the image of the lane detected in the lane detecting step.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치는 상기 관심영역 설정부에 의해 상기 관심영역이 설정된 영상을 흑백영상으로 변환하는 흑백영상 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The lane detecting apparatus using Hough transform according to the present invention may further comprise a monochrome image converting unit for converting the image of interest area set by the ROI setting unit into a monochrome image.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치에 있어서, 상기 차선 검출부는 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 미리 정해진 최소 임계치 및 최대 임계치 범위 내에서 허프 영역의 θ값들을 연산하는 각도 연산부, 상기 연산된 θ값들을 평균화하여 θ평균값을 연산하는 각도평균 연산부 및 상기 θ평균값에 허프 방정식을 적용하여 ρ값을 연산하는 거리 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the lane detecting apparatus using the Hough transform according to the present invention, the lane detecting section may include an angle calculating section for calculating the values of the Hough area within a range of a minimum threshold value and a maximum threshold value determined for the left lane and the right lane, And an angle averaging unit for averaging the values to calculate a? Average value, and a distance calculator for calculating a? Value by applying a Hough equation to the? Average value.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치에 있어서, 상기 왼쪽 차선의 최소 임계치는 30도이고 최대 임계치는 60도이고, 상기 오른쪽 차선의 최소 임계치는 120도이고 최대 임계치는 150도인 것을 특징으로 한다.In the lane detecting apparatus using Hough transform according to the present invention, the minimum threshold of the left lane is 30 degrees, the maximum threshold is 60 degrees, the minimum threshold of the right lane is 120 degrees, and the maximum threshold is 150 degrees .

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치에 있어서, 상기 차선 검출부는 상기 차선을 검출하는 과정을 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 병렬적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.In the lane detecting apparatus using Hough transform according to the present invention, the lane detecting unit may perform the process of detecting the lane in parallel with the left lane and the right lane.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치에 있어서, 상기 관심영역은 차선이 포함된 영역으로 제한되는 것을 특징으로 한다.In the lane detecting apparatus using Hough transform according to the present invention, the ROI is limited to a region including a lane.

본 발명에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치는 상기 차선 검출부에 의해 검출된 차선의 영상을 사용자에게 표시하는 차선 영상 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The lane detecting apparatus using Hough transform according to the present invention further includes a lane image display unit for displaying the image of the lane detected by the lane detecting unit to the user.

본 발명에 따르면, 가혹한 도로 환경에서 고 인식률로 차선을 검출할 수 있는 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided an apparatus and method for detecting a lane using Huff transformation in an optimized accumulation cell capable of detecting a lane with a high recognition rate in a severe road environment.

또한, 차선 검출을 위한 허프 변환 알고리즘에서의 불필요한 연산량을 줄여 차선 검출 속도가 높아지는 동시에 차선 이외의 불필요한 직선 성분이 검출되지 않도록 하여 차선 검출의 정확도가 향상되는 효과가 있다.Further, the unnecessary calculation amount in the Hough transform algorithm for lane detection is reduced to increase the lane detection speed, and at the same time, an unnecessary straight line component other than the lane is not detected, thereby improving the accuracy of lane detection.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법이 적용되는 장치 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시 예에 있어서, 관심영역 설정의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시 예에 있어서, 가우시안 필터를 사용하여 노이즈를 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 x-y 이미지 공간과 ρ- θ허프 공간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시 예에 있어서, x-y 이미지 좌표에서의 차선 위치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시 예에 있어서, 차선 검출을 위한 허프 변환 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시 예에 있어서, 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 위해 설정된 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대한 θ값의 최소 및 최대 임계치를 정의하기 위한 도면이다.
도 9는 일반적인 허프 영역 평면의 누적 셀을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시 예에 있어서, 허프 변환 알고리즘이 수행되는 최적화한 누적 셀을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시 예의 중간 과정에서 검출되는 왼쪽 차선 경계를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시 예의 중간 과정에서 검출되는 오른쪽 차선 경계를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시 예의 허프 변환 알고리즘을 가우시안 필털르 통과한 차선 이미지에 적용한 결과를 나타낸 도면이다.
도 14와 도 15는 본 실시 예에 따라 사용자에게 최종적으로 제공되는 결과 화면의 예들을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a device to which a lane detection method using Hough transform according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram illustrating a lane detection method using Hough transform according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram for explaining an example of a region-of-interest setting in this embodiment.
4 is a diagram for explaining a process of removing noise using a Gaussian filter in the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the xy image space and the? -? Hough space.
6 is a diagram showing lane positions in the xy image coordinates in the present embodiment.
7 is a diagram for explaining a Hough transform algorithm for lane detection in this embodiment.
8 is a diagram for defining the minimum and maximum threshold values of the θ values for the left lane and the right lane set for the Huff transformation in the optimized accumulation cell in the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a cumulative cell of a general Huff area plane.
10 is a diagram showing an optimized accumulation cell in which a Hough transform algorithm is performed in the present embodiment.
11 is a diagram showing a left lane boundary detected in the intermediate process of the present embodiment.
12 is a diagram showing a right lane boundary detected in the intermediate process of the present embodiment.
13 is a diagram showing the result of applying the Hough transform algorithm of the present embodiment to a lane image passed through Gaussian filter.
FIGS. 14 and 15 are views showing examples of result screens finally provided to the user according to the present embodiment.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법이 적용되는 장치 구성의 예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a device to which a lane detection method using Hough transform according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 illustrates a lane detection method using a Hough transform according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법은 관심영역 설정단계(S10), 흑백영상 변환단계(S20), 잡음 제거단계(S30), 에지영상 생성단계(40), 차선 검출단계(S50) 및 차선 영상 표시단계(S60)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, a lane detection method using Hough transform according to an embodiment of the present invention includes a step of setting a region of interest (S10), a monochrome image converting step (S20), a noise removing step (S30) A generating step 40, a lane detecting step S50, and a lane image displaying step S60.

관심영역 설정단계(S10)에서는, 관심영역 설정부(10)가 차량에 장착된 카메라가 촬영한 영상에 관심영역(Region Of Interest, ROI)을 설정하는 과정이 수행된다. 관심영역은 촬영 영상 중 차선이 포함된 영역으로 제한된다. 이 과정은 전체 영상 중에서 차선이 촬영된 영역만을 획득하기 위해 사용되며, 이 과정을 통하여 전체적인 알고리즘 적용 과정에 대한 계산시간이 줄어들어 연산 속도가 향상된다. 또한 전체 영상 중에서 차선이 존재하는 하단 부분 이외의 상단 부분은 제거되므로 노이즈 제거에도 효과적이다.In the ROI setting step S10, the ROI setting unit 10 sets a region of interest (ROI) on the image captured by the camera mounted on the vehicle. The area of interest is limited to the area including the lane in the photographed image. This process is used to acquire only the area where the lane is photographed in the entire image. Through this process, the calculation time for the entire algorithm application process is reduced, and the operation speed is improved. Also, since the upper part of the entire image other than the lower part where the lane exists is removed, it is also effective to remove the noise.

흑백영상 변환단계(S20)에서는, 연산량을 줄이고 효율적인 차선 검출을 위하여 흑백영상 변환부(20)가 관심영역이 설정된 영상을 흑백영상으로 변환하는 과정이 수행된다.In the black-and-white image conversion step S20, the black-and-white image conversion unit 20 converts the image of interest into the black-and-white image in order to reduce the amount of calculation and to detect the lane efficiently.

잡음 제거단계(S30)에서는 잡음 제거부(30)가 관심영역이 설정된 흑백영상에 대하여 가우시안 필터링을 적용하여 잡음을 제거하는 과정이 수행되고, 에지영상 생성단계(S40)에서는 에지영상 생성부(40)가 잡음이 제거된 영상에 포함되어 있는 에지를 검출하여 에지영상을 생성하는 과정이 수행된다. 잡음 제거단계(S30)와 에지영상 생성단계(S40)는 차선의 경계점을 찾고 불필요한 부분을 제거하기 위해 사용되며, 이 과정을 통하여 왼쪽과 오른쪽의 차선을 판단하기 이전에 차선 이외의 다른 성분의 노이즈를 제거함으로서 계산시간과 정확성을 높일 수 있다.In the noise removing step S30, the noise removing unit 30 removes noise by applying Gaussian filtering to the black-and-white image in which the ROI is set. In the edge image generating step S40, the edge image generating unit 40 ) Detects an edge included in the noise-removed image and generates an edge image. The noise removing step S30 and the edge image generating step S40 are used to find out a boundary point of a lane and to remove an unnecessary part. Through this process, noise of other components other than the lane It is possible to increase the calculation time and accuracy.

이 과정에서는 영상에서의 잡음의 영향을 최소화하기 위해 가우시안 필터(Gaussian filter)를 적용한다. 즉 다음 수학식 1과 같이 가우시안 스무딩(Gaussian smoothing) 기능으로 2D 분포를 사용하여 영상내의 잡음을 제거한다.In this process, a Gaussian filter is applied to minimize the influence of noise in the image. That is, as shown in the following Equation 1, the 2D distribution is used as a Gaussian smoothing function to remove noise in the image.

Figure 112013109101943-pat00001
Figure 112013109101943-pat00001

, 수학식 1에서 x는 원점에서 수평축 방향으로의 거리이고, y는 원점에서 수직축 방향으로의 거리이며, σ는 가우스 분포의 표준 편차이다., X is the distance from the origin to the horizontal axis, y is the distance from the origin to the vertical axis direction, and? Is the standard deviation of the Gaussian distribution.

소벨 마스크(Sobel mask)는 3x3 회선으로, Y 방향(행)의 기울기를 추정, X 방향(열) 및 기타의 기울기를 추정한 쌍을 사용하며 이는 다음 수학식 2와 같이 표시된다.The Sobel mask is a 3x3 line, estimating the slope of the Y direction (row), using the pair of estimated X-direction (column) and other slope, which is expressed by the following equation (2).

Figure 112013109101943-pat00002
Figure 112013109101943-pat00002

기울기의 크기와 방향은 다음 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 5에 의해 정의된다.The magnitude and direction of the tilt are defined by the following equations (3), (4) and (5).

Figure 112013109101943-pat00003
Figure 112013109101943-pat00003

Figure 112013109101943-pat00004
Figure 112013109101943-pat00004

이미지의 그래디언트 크기(gradient magnitude)는 매우 명확하게 가장자리를 나타내며 다음 수학식 5와 같이 가장자리의 방향을 결정하고 저장해야 한다.The gradient magnitude of the image represents the edge very clearly and the direction of the edge must be determined and stored as shown in Equation 5 below.

Figure 112013109101943-pat00005
Figure 112013109101943-pat00005

, 수학식 5에서 Gx는 가로 방향 성분이며, Gy는 수직 방향 성분이고, θ는 수직, 수평 두 개의 대각선을 대표하는 네 각도 중 하나에 반올림 에지 방향 각도이다., Gx in the equation (5) is a horizontal component, Gy is a vertical component, and? Is a rounding edge direction angle to one of four angles representing two diagonal lines in the vertical and horizontal directions.

에지 기울기 값에 따라 높은 임계값(High threshold)과 낮은 임계값(Low threshold)으로 나눌 수 있고, 높은 임계값 보다 높은 기울기를 가지면, 강한 에지 픽셀로 표시되고, 낮은 임계값 보다 낮은 기울기를 가지면, 약한 가장자리 픽셀이 억제되고 두 임계 값 사이의 가장자리 픽셀이 표시된다.A high threshold and a low threshold according to an edge slope value and a slope higher than a high threshold value, a strong edge pixel, and a slope lower than the low threshold value, Weak edge pixels are suppressed and edge pixels between the two thresholds are displayed.

도 4의 (a)는 잡음(noise)을 가지고 있는 입력 이미지를 보여주며 이 이미지를 가우시안 필터(Gaussian filter)를 사용하지 않고 일반적인 에지 검출과정을 수행하게 되면 도 4의 (c)와 같은 잡음을 포함한 차선의 에지영상을 나타낸다.4 (a) shows an input image having noise. When a general edge detection process is performed without using a Gaussian filter, the noise shown in FIG. 4 (c) The edge image of the lane including the lane.

그러나 도 4의 (b)의 입력 이미지를 가우시안 필터(Gaussian filter)를 사용해서 에지 검출과정을 수행하게 되면 도 4의 (d)에서처럼 잡음이 제거된 차선의 에지영상을 얻을 수 있다.However, if the input image of FIG. 4 (b) is subjected to an edge detection process using a Gaussian filter, an edge image of the lane without noise can be obtained as shown in FIG. 4 (d).

차선 검출단계(S50)에서는, 차선 검출부(50)가 에지영상에 대하여 미리 정해진 범위의 누적 셀(Accumulator cell) 내에서 허프 변환(Hough Transformation)을 적용하여 차선을 검출하는 과정이 수행된다. 차선 검출단계(S50)는 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 병렬적으로 수행된다.In the lane detecting step S50, the lane detecting unit 50 performs a process of detecting a lane by applying Hough Transformation in an accumulator cell within a predetermined range with respect to the edge image. The lane detecting step S50 is performed in parallel with respect to the left lane and the right lane.

예를 들어, 이러한 차선 검출단계(S50)는 각도 연산단계(S510), 각도평균 연산단계(S520) 및 거리 연산단계(S530)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the lane detecting step S50 may include an angle calculating step S510, an angle average calculating step S520, and a distance calculating step S530.

각도 연산단계(S510)에서는, 각도 연산부(510)가 차량의 진행 방향을 기준으로 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 미리 정해진 최소 임계치 및 최대 임계치 범위 내에서 허프 영역의 각도인 θ값들을 연산하는 과정이 수행된다. 여기서, 왼쪽 차선의 최소 임계치는 30도이고 최대 임계치는 60도이고, 오른쪽 차선의 최소 임계치는 120도이고 최대 임계치는 150도로 설정될 수 있다.In the angle calculation step S510, the angle calculation unit 510 calculates the θ values, which are angles of the Hough area within the range of the minimum threshold value and the maximum threshold value determined for the left lane and the right lane based on the traveling direction of the vehicle . Here, the minimum threshold of the left lane is 30 degrees, the maximum threshold is 60 degrees, the minimum threshold of the right lane is 120 degrees, and the maximum threshold is 150 degrees.

각도평균 연산단계(S520)에서는, 각도 평균 연산부(520)가 연산된 θ값들을 평균화하여θ 평균값을 연산하는 과정이 수행된다.In the angle average calculation step S520, the angle average calculation unit 520 averages the calculated? Values to calculate the? Average value.

거리 연산단계(S530)에서는, 거리 연산부(530)가 θ평균값에 허프 방정식을 적용하여 ρ값을 연산하는 과정이 수행된다.In the distance computing step S530, the distance computing unit 530 computes the ρ value by applying the Hough equation to the θ average value.

차선 영상 표시단계(S60)에서는, 차선 영상 표시부(60)가 차선 검출단계(S50)에서 검출된 차선의 영상을 사용자에게 표시하는 과정이 수행된다.In the lane image display step S60, a process of displaying the lane image detected by the lane image display unit 60 in the lane detecting step S50 to the user is performed.

이하에서는 도 5 내지 도 15를 추가적으로 참조하여 본 실시 예의 주요 구성요소인 차선 검출단계(S50)에서 적용되는 알고리즘 즉, 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환 알고리즘에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the algorithm applied in the lane detection step S50, that is, the Huff transformation algorithm in the optimized accumulation cell, which is a main component of the present embodiment, will be described in further detail with reference to FIGS. 5 to 15.

허프 변환은 영상내의 선 기울기나 교점 등의 매개 변수로 표현될 수 있는 경우에 그것을 검출해 내는데 좋은 효과를 보이는 방법이다. Hough transform is a method that has a good effect for detecting it when it can be represented by parameters such as a line slope or an intersection point in an image.

허프 변환 알고리즘은 가능한 모든 각도에 대응하는 값을 반복적으로 계산하는 과정에서 해당 점을 지나는 모든 선을 식별할 수 있으며, 해당 점을 지나는 직선을 다음 수학식 6과 같은 형식의 방정식을 사용해 허프 공간에서 표현한다.The Hough transform algorithm can identify all the lines passing through the point in the process of iteratively calculating the values corresponding to all possible angles. The straight line passing through the point can be expressed by the following equation (6) Express.

Figure 112013109101943-pat00006
Figure 112013109101943-pat00006

허프 변환은 θ, ρ의 파라미터를 생성하고 허프 영역에서 정현파 곡선으로 나타내어지며 영상 좌표 (x, y) 에지 지점에 의해 변환된다.The Hough transform generates parameters of θ and ρ and is represented by a sinusoidal curve in the Hough area and is transformed by the edge coordinates of the image coordinates (x, y).

x-y 이미지 공간과 ρ-θ 허프 공간의 관계를 설명하기 위한 도 5 및 수학식 6에서 사용된 변수들의 기하학적 해석은 다음과 같다. ρ는 원점에서 직선까지의 길이이며, θ는 ρ와 x축이 이루는 각도이다. x와 y는 영상에서의 가로축과 세로축을 의미한다. 수평 방향의 선은 θ=0도이고, ρ는 양의 x절편과 같다. 수직 방향의 선은 θ=90도이고 ρ는 양의 y절편 혹은 θ=-90도이고, ρ는 음의 y절편과 같다.The geometric analysis of the variables used in Figs. 5 and 6 for explaining the relation between the x-y image space and the p-theta Hough space is as follows. ρ is the length from the origin to the straight line, and θ is the angle between ρ and x axis. x and y mean the horizontal and vertical axes in the image. The horizontal line is θ = 0 degrees, and ρ is the same as the positive x intercept. The vertical line is θ = 90 degrees, ρ is the positive y intercept or θ = -90 degrees, and ρ is the negative y intercept.

이 함수를 통해서 영상의 x-y 평면에서의 한 점은 허프 영역 (ρ-θ평면)에서 곡선으로 표시된다. 따라서 이를 통해 직선을 찾기 위해서는 허프 영역에서 선이 모이는 점을 찾으며 그 점이 누적 셀(Accumulator cells)이다.Through this function, a point in the x-y plane of the image is displayed as a curve in the Hough area (ρ-θ plane). Therefore, in order to find a straight line through it, we find a point where the line is gathered in the Huff area, and that point is the accumulator cells.

일반적으로 모든 θ값을 계산하여 영상의 x-y 평면에 있는 모든 직선들을 인식하기 때문에 차선의 경계 및 다른 직선들도 검출하게 되어 결과는 악화된 상태로 나타난다. 따라서 본 실시 예는 이러한 문제를 해결하기 위해 허프 영역에 누적 셀(Accumulator cells)을 최적화한 알고리즘을 제안한다.Generally, all the θ values are calculated to recognize all the straight lines in the x-y plane of the image, so the boundaries of the lane and other straight lines are also detected, and the result is in a deteriorated state. Therefore, the present embodiment proposes an algorithm in which accumulator cells are optimized in the Huff area to solve this problem.

본 실시 예에서는, 허프 변환을 이용하여 차선의 경계들을 왼쪽과 오른쪽으로 두 부분에 나누어서 검출한다. 다음 도 7에 제안하는 알고리즘의 순서도를 나타내었다. 이 알고리즘의 기본 개념은 허프 영역에 누적 셀(accumulator cells)을 최적화한 방법이다. 먼저 도 6에 개시된 바와 같이, 차선의 경계를 x-y 평면에 적용한다.In this embodiment, the boundary of the lane is divided into left and right parts using Hough transform. The flowchart of the algorithm shown in FIG. 7 is shown below. The basic concept of this algorithm is to optimize the accumulator cells in the Huff area. First, the boundary of the lane is applied to the x-y plane, as shown in Fig.

도 6에 도로의 입력 영상의 2D 평면에서 왼쪽 차선 경계(left lane boundary) 및 오른쪽 차선 경계(right lane boundary)로 이루어진 두 개의 차선이 개시되어 있다. ρ1은 원점과 왼쪽 차선 경계 간의 수직 거리이며, θ1은 y축과 왼쪽 차선 경계 간의 각도이며, 차량의 진행 방향은 y축 방향이다. ρ2는 원점과 오른쪽 차선 경계와의 수직 거리이며 θ2는 y축과 오른쪽 차선 경계 간의 각도이다. 여기서 그래디언트 벡터(Gradient vector)는 검출되어 출력될 차선과 90도의 각도를 유지한다.6 shows two lanes consisting of a left lane boundary and a right lane boundary in the 2D plane of the road input image. ρ1 is the vertical distance between the origin and the left lane boundary, θ1 is the angle between the y-axis and the left lane boundary, and the vehicle's direction is the y-axis direction. ρ2 is the vertical distance between the origin and the right lane boundary, and θ2 is the angle between the y-axis and the right lane boundary. Here, the gradient vector maintains an angle of 90 degrees with the lane to be detected and output.

도 7은 제안하는 허프 변환 알고리즘에 대한 순서도를 나타낸 것이다.FIG. 7 shows a flowchart for the proposed Hough transform algorithm.

도 7을 참조하면, 먼저 영상의 한 프레임이 입력으로 들어와 ROI에 이미지가 읽힐 경우 ROI에서 각각 왼쪽 차선과 오른쪽 차선을 검출하는 알고리즘이 병렬적으로 실행된다. 왼쪽 차선 검출의 경우, 먼저 왼쪽 영역에서 θ1이 LLI보다 클 경우 수학식 6을 통해 ρ1을 계산한다. 그 뒤 ρ1과 θ1을 (x, y)영역에 저장을 한 뒤 해당하는 검출 차선을 출력한다. 또한 다음 프레임의 각도(θnext)는 θ1에서 만큼 변화한 값인데 여기서 θ1이 HLI+Δθ와 같을 경우 다음 프레임이 알고리즘에 적용이 되며, 같지 않을 경우 ρ1을 연산하는 부분으로 피드백(feedback)이 된다. 같은 알고리즘으로 오른쪽 영역에서 우측 차선이 검출되며, 검출된 양 차선이 한 프레임에 동시에 출력된다.Referring to FIG. 7, when one frame of an image comes in as an input and an image is read in the ROI, an algorithm for detecting the left lane and the right lane in the ROI is executed in parallel. In the case of the left lane detection, if? 1 is larger than LLI in the left region,? 1 is calculated through Equation (6). Then, ρ1 and θ1 are stored in the (x, y) area and the corresponding detection lane is output. Also, the angle of the next frame (θnext) is the value changed by θ1. If θ1 is equal to HLI + Δθ, the next frame is applied to the algorithm, and if it is not the same, it is feedback to the part that calculates ρ1. In the same algorithm, the right lane is detected in the right area, and the detected lanes are simultaneously output in one frame.

여기서, 도 8을 참조하여 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 위해 설정된 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대한 θ값의 최소 및 최대 임계치를 정의한다.Here, the minimum and maximum threshold values for the left lane and the right lane, which are set for the Hough transform in the optimized accumulation cell, are defined with reference to FIG.

도 8을 참조하면, 차량의 진행방향이 y축 방향이고, 차량이 차도의 중심에 위치한다고 가정하였을 때, 차선은 차량의 진행방향을 기준으로 양쪽 45도에 위치해 있으며 이를 기준으로 ±15도 지점에서 누적 셀 데이터(accumulator cells data)가 95%이상 수집된다. 따라서 이를 기준으로, LLI(Lower Left Interval)은 30도, HLI(High Left Interval)은 60도, LRI(Lower Right Interval)은 120도, HRI(High Right Interval)은 150도로 설정한다.8, assuming that the traveling direction of the vehicle is the y-axis direction, and the vehicle is located at the center of the roadway, the lane is located at 45 degrees on both sides of the traveling direction of the vehicle, The accumulator cell data is collected by 95% or more. Therefore, the LLI (Lower Left Interval) is set at 30 degrees, the HLI (High Left Interval) is set at 60 degrees, the LRI (lower right interval) is set at 120 degrees, and the HRI (high right interval) is set at 150 degrees.

도 9는 일반적인 허프 영역 평면의 누적 셀(accumulator cells)이다. 허프 공간의 (ρmin, ρmax)와 (θmin, θmax)는 매개변수 값들의 예상 범위이다. 대개 이들 값들의 범위는 -90도≤θ≤90도, -D≤ρ≤D이다. 여기서 D는 x-y 공간에서 원점을 기준으로 맞은편 꼭지점까지의 거리를 나타낸다.Figure 9 is accumulator cells of a general Huff area plane. The (? Min,? Max) and (? Min,? Max) of the Huff space are the expected ranges of the parameter values. Usually, the range of these values is -90 degrees??? 90 degrees, -D?? Where D is the distance from the origin to the opposite vertex in x-y space.

도 10은 본 실시 예에 있어서, 허프 변환 알고리즘이 수행되는 최적화한 누적 셀을 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing an optimized accumulation cell in which a Hough transform algorithm is performed in the present embodiment.

도 10을 참조하면, 왼쪽 차선 경계 검출을 위하여, LLI와 HLI사이의 θ값을 계산한다. 그 부분의 누적 셀(accumulator cells)에서 추출된 직선들을 선택하였다. Referring to FIG. 10, for the left lane boundary detection, theta value between LLI and HLI is calculated. And straight lines extracted from the accumulator cells of that portion were selected.

또한 오른쪽 차선 경계 검출을 위하여, LRI와 HRI사이에 있는 부분에서 추출된 직선들을 선택하였다.Also, for the right lane boundary detection, straight lines extracted from the part between LRI and HRI were selected.

도 11의 ρ-θ 평면을 누적 셀(accumulator cells)에서 LLI1≤θ≤HLI은 Δθ1을 적용하여 추출하면 왼쪽 차선에 n개의 직선들이 인식되게 된다.When LLI1 &thetas; ≤ HLI is extracted by applying DELTA &thetas; 1 in the accumulator cells in Fig. 11, n straight lines are recognized in the left lane.

또한 도 12에 개시된 바와 같이, LRI≤θ2≤HRI은 Δθ2로 추출하면 다른 오른쪽 차선에 m개의 직선들이 인식되게 된다. 기존의 허프 변환의 경우 ROI에서 다수의 라인들이 인식이 되어 정확한 차선을 인식하는데 어려움이 있었는데, 본 실시 예에서는 제안한 알고리즘의 개선된 누적 셀(accumulator cells)을 통해 필요한 차선만을 검출하여 출력할 수 있다.12, when LRI ≤ &thetas; 2 ≤ HRI is extracted as DELTA &thetas; 2, m straight lines are recognized in the other right lane. In the case of the conventional Hough transform, it is difficult to recognize an accurate lane by recognizing a plurality of lines in the ROI. In this embodiment, only the required lane can be detected and output through the improved accumulator cells of the proposed algorithm .

도 13은 제안한 알고리즘을 가우시안 필터를 통과한 차선 이미지에 적용한 그림으로서, 도 11과 도 12를 통해 설명한 바와 같이 왼쪽 차선과 오른쪽 차선 각각에 대하여 여러 차선들이 중첩되어 있는 것을 확인 할 수 있다. 그러나 제안하는 알고리즘의 차선경계는 다수의 차선이 필요하지 않고, 양쪽 차선 하나씩만 필요하기 때문에 다음 수학식 7, 8과 같이 θ의 평균값을 계산한다.FIG. 13 is a diagram of the proposed algorithm applied to a lane image passing through a Gaussian filter. As described with reference to FIGS. 11 and 12, it can be seen that a plurality of lanes are superimposed on each of the left lane and the right lane. However, since the lane boundary of the proposed algorithm does not require a plurality of lanes and only one lane is required for both lanes, the average value of? Is calculated as shown in the following Equations (7) and (8).

Figure 112013109101943-pat00007
Figure 112013109101943-pat00007

Figure 112013109101943-pat00008
Figure 112013109101943-pat00008

수학식 7, 8을 통해 계산된 결과 즉, θ의 평균값을 취하면, ρ는 다음 수학식 9, 10과 같이 표현되고, ρ1, ρ2의 축의 범위는

Figure 112013109101943-pat00009
이다.Taking the result calculated through equations (7) and (8), that is, the average value of?,? Is expressed as the following equations (9) and (10), and the range of the axes of? 1 and?
Figure 112013109101943-pat00009
to be.

Figure 112013109101943-pat00010
Figure 112013109101943-pat00010

Figure 112013109101943-pat00011
Figure 112013109101943-pat00011

(θ1, ρ1) 값으로 왼쪽 차선경계를 인식하고 (θ2, ρ2)값으로 오른쪽 차선경계를 인식한다.(θ1, ρ1) to recognize the left lane boundary and the right lane boundary (θ2, ρ2).

아래 표 1은 차선 검출에 본 실시 예를 실제 적용한 결과를 나타낸 도면이고, 도 14와 도 15는 본 실시 예에 따라 사용자에게 최종적으로 제공되는 결과 화면의 예들을 나타낸 도면이다.Table 1 below shows the results of actual application of the present embodiment to lane detection, and FIGS. 14 and 15 show examples of result screens ultimately provided to the user according to the present embodiment.

이 결과들을 통하여, 차선 검출에 본 실시 예를 적용할 경우, 평균적으로 95% 이상의 적중률을 보이는 것을 알 수 있었다.From these results, it can be seen that when the present embodiment is applied to lane detection, an average hit rate of 95% or more is obtained.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가혹한 도로 환경에서 고 인식률로 차선을 검출할 수 있는 최적화된 누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.As described above in detail, according to the present invention, there is provided an apparatus and method for detecting lanes using Huff transformation in an optimized cumulative cell capable of detecting lanes with high recognition rate in a severe road environment.

또한, 차선 검출을 위한 허프 변환 알고리즘에서의 불필요한 연산량을 줄여 차선 검출 속도가 높아지는 동시에 차선 이외의 불필요한 직선 성분이 검출되지 않도록 하여 차선 검출의 정확도가 향상되는 효과가 있다.Further, the unnecessary calculation amount in the Hough transform algorithm for lane detection is reduced to increase the lane detection speed, and at the same time, an unnecessary straight line component other than the lane is not detected, thereby improving the accuracy of lane detection.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

10: 관심영역 설정부
20: 흑백영상 변환부
30: 잡음 제거부
40: 에지영상 생성부
50: 차선 검출부
60: 차선 영상 표시부
510: 각도 연산부
520: 각도 평균 연산부
530: 거리 연산부
S10: 관심영역 설정단계
S20: 흑백영상 변환단계
S30: 잡음 제거단계
S40: 에지영상 생성단계
S50: 차선 검출단계
S60: 차선 영상 표시단계
S510: 각도 연산단계
S520: 각도평균 연산단계
S530: 거리 연산단계
10: region of interest setting section
20: B &
30: Noise canceling
40: edge image generating unit
50: lane detecting section
60: lane image display section
510:
520: Angle average calculating unit
530:
S10: Interest zone setting step
S20: B & W image conversion step
S30: Noise removal step
S40: Edge image generation step
S50: lane detection step
S60: Lane image display step
S510: Angle calculation step
S520: Angle average calculation step
S530: Distance calculation step

Claims (14)

누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법에 있어서,
차량에 장착된 카메라가 촬영한 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정단계;
상기 관심영역이 설정된 영상을 흑백영상으로 변환하는 흑백영상 변환단계;
상기 관심영역이 설정된 흑백영상에 대하여 가우시안 필터링을 적용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거단계;
상기 잡음이 제거된 영상에 포함되어 있는 에지를 검출하여 에지영상을 생성하는 에지영상 생성단계; 및
상기 에지영상에 대하여 미리 정해진 범위의 누적 셀(Accumulator cell) 내에서 허프 변환(Hough Transformation)을 적용하여 차선을 검출하는 차선 검출단계를 포함하며,
상기 차선 검출단계는
왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 미리 정해진 최소 임계치 및 최대 임계치 범위 내에서 허프 영역의 θ값들을 연산하는 각도 연산단계;
상기 연산된 θ값들을 평균화하여 θ평균값을 연산하는 각도평균 연산단계; 및
상기 θ평균값에 허프 방정식을 적용하여 ρ값을 연산하는 거리 연산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법.
A method for detecting a lane using Hough transform in a cumulative cell,
An interest area setting step of setting an area of interest in an image taken by a camera mounted on a vehicle;
A black and white image conversion step of converting the image in which the ROI is set into a monochrome image;
A noise removal step of removing noise by applying Gaussian filtering to the black-and-white image in which the ROI is set;
An edge image generation step of generating an edge image by detecting an edge included in the noise-removed image; And
And a lane detection step of detecting a lane by applying Hough Transformation in an accumulator cell within a predetermined range for the edge image,
The lane detection step
An angle calculating step of calculating the H values of the Huff area within a predetermined minimum threshold value and a maximum threshold value with respect to the left lane and the right lane;
An angle average calculation step of averaging the calculated? Values and calculating a? Average value; And
And a distance calculating step of calculating a? Value by applying a Hough equation to the? Average value.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 왼쪽 차선의 최소 임계치는 30도이고 최대 임계치는 60도이고, 상기 오른쪽 차선의 최소 임계치는 120도이고 최대 임계치는 150도인 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the minimum threshold of the left lane is 30 degrees, the maximum threshold is 60 degrees, the minimum threshold of the right lane is 120 degrees, and the maximum threshold is 150 degrees.
제1항에 있어서,
상기 차선 검출단계는 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 병렬적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the lane detecting step is performed in parallel with respect to the left lane and the right lane.
제1항에 있어서,
상기 관심영역은 차선이 포함된 영역으로 제한되는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the area of interest is limited to a region including a lane.
제1항에 있어서,
상기 차선 검출단계에서 검출된 차선의 영상을 사용자에게 표시하는 차선 영상 표시단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 방법.
The method according to claim 1,
And a lane image display step of displaying a lane image detected by the lane detecting step to a user.
누적 셀에서의 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치에 있어서,
차량에 장착된 카메라가 촬영한 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부;
상기 관심영역 설정부에 의해 상기 관심영역이 설정된 영상을 흑백영상으로 변환하는 흑백영상 변환부;
상기 관심영역이 설정된 흑백영상에 대하여 가우시안 필터링을 적용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거부;
상기 잡음이 제거된 영상에 포함되어 있는 에지를 검출하여 에지영상을 생성하는 에지영상 생성부; 및
상기 에지영상에 대하여 미리 정해진 범위의 누적 셀(Accumulator cell) 내에서 허프 변환(Hough Transformation)을 적용하여 차선을 검출하는 차선 검출부를 포함하며,
상기 차선 검출부는
왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 미리 정해진 최소 임계치 및 최대 임계치 범위 내에서 허프 영역의 θ값들을 연산하는 각도 연산부;
상기 연산된 θ값들을 평균화하여 θ평균값을 연산하는 각도평균 연산부; 및
상기 θ평균값에 허프 방정식을 적용하여 ρ값을 연산하는 거리 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치.
A lane detecting device using Hough transform in a cumulative cell,
An interest area setting unit for setting an area of interest in a video image captured by a camera mounted on a vehicle;
A black-and-white image converting unit converting the image of the ROI set by the ROI setting unit into a monochrome image;
A noise eliminator for removing noise by applying Gaussian filtering to the black-and-white image in which the ROI is set;
An edge image generation unit for generating an edge image by detecting an edge included in the noise-removed image; And
And a lane detection unit for detecting a lane by applying Hough Transformation in an accumulator cell within a predetermined range for the edge image,
The lane-
An angle calculator for calculating θ values of the Hough area within a predetermined minimum threshold value and a maximum threshold value with respect to the left lane and the right lane;
An angle averaging unit for averaging the calculated? Values to calculate a? Average value; And
And a distance arithmetic unit for calculating a value of? By applying a Hough equation to the? Average value.
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 왼쪽 차선의 최소 임계치는 30도이고 최대 임계치는 60도이고, 상기 오른쪽 차선의 최소 임계치는 120도이고 최대 임계치는 150도인 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the left lane minimum threshold is 30 degrees, the maximum threshold is 60 degrees, the right lane minimum threshold is 120 degrees, and the maximum threshold is 150 degrees.
제8항에 있어서,
상기 차선 검출부는 상기 차선을 검출하는 과정을 왼쪽 차선과 오른쪽 차선에 대하여 병렬적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the lane detecting unit performs the process of detecting the lane in parallel with respect to the left lane and the right lane.
제8항에 있어서,
상기 관심영역은 차선이 포함된 영역으로 제한되는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the area of interest is limited to a region including a lane.
제8항에 있어서,
상기 차선 검출부에 의해 검출된 차선의 영상을 사용자에게 표시하는 차선 영상 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 허프 변환을 이용한 차선 검출 장치.
9. The method of claim 8,
And a lane image display unit for displaying the image of the lane detected by the lane detecting unit to the user.
KR20130146675A 2013-11-28 2013-11-28 Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells KR101501851B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130146675A KR101501851B1 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130146675A KR101501851B1 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101501851B1 true KR101501851B1 (en) 2015-03-11

Family

ID=53027328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130146675A KR101501851B1 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101501851B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101847836B1 (en) * 2015-12-24 2018-04-11 현대자동차주식회사 Road boundary detection system and method, and vehicle using the same
WO2019124668A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 한국건설기술연구원 Artificial intelligence system for providing road surface danger information and method therefor
CN110163039A (en) * 2018-03-15 2019-08-23 北京航空航天大学 Determine method, equipment, storage medium and the processor of vehicle running state
US10719720B2 (en) 2017-12-18 2020-07-21 Korea Institute Of Civil Engineering And Building Technology Artificial intelligence system for providing road surface risk information and method thereof
KR20210157194A (en) * 2020-06-19 2021-12-28 대한민국(농촌진흥청장) Crop growth measurement device using image processing and method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110001427A (en) * 2009-06-30 2011-01-06 태성전장주식회사 High speed road lane detection method based on extraction of roi-lb
KR20120098292A (en) * 2011-02-28 2012-09-05 주식회사 와이즈오토모티브 Method for detecting traffic lane

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110001427A (en) * 2009-06-30 2011-01-06 태성전장주식회사 High speed road lane detection method based on extraction of roi-lb
KR20120098292A (en) * 2011-02-28 2012-09-05 주식회사 와이즈오토모티브 Method for detecting traffic lane

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
이병모, 차의영, "Hough Transform을 이용한 직선차선검출", 한국정보과학회 2001 봄 학술발표논문집(B), pp.565-567, 2001년 4월. *
이병모, 차의영, "Hough Transform을 이용한 직선차선검출", 한국정보과학회 2001 봄 학술발표논문집(B), pp.565-567, 2001년 4월.*

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101847836B1 (en) * 2015-12-24 2018-04-11 현대자동차주식회사 Road boundary detection system and method, and vehicle using the same
US10508922B2 (en) 2015-12-24 2019-12-17 Hyundai Motor Company Road boundary detection system and method, and vehicle using the same
WO2019124668A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 한국건설기술연구원 Artificial intelligence system for providing road surface danger information and method therefor
US10719720B2 (en) 2017-12-18 2020-07-21 Korea Institute Of Civil Engineering And Building Technology Artificial intelligence system for providing road surface risk information and method thereof
CN110163039A (en) * 2018-03-15 2019-08-23 北京航空航天大学 Determine method, equipment, storage medium and the processor of vehicle running state
KR20210157194A (en) * 2020-06-19 2021-12-28 대한민국(농촌진흥청장) Crop growth measurement device using image processing and method thereof
KR102470873B1 (en) * 2020-06-19 2022-11-29 대한민국 Crop growth measurement device using image processing and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10430951B2 (en) Method and device for straight line detection and image processing
KR101501851B1 (en) Apparatus and method for lane detection using hough transformation at optimized accumulator cells
Yan et al. A method of lane edge detection based on Canny algorithm
KR101517181B1 (en) System and method for warning lane departure
US20110274353A1 (en) Screen area detection method and screen area detection system
US8600112B2 (en) Crosswalk detection device, crosswalk detection method and recording medium
US8599257B2 (en) Vehicle detection device, vehicle detection method, and vehicle detection program
US8983126B2 (en) Method and system for detecting vehicle position by employing polarization image
CN104899554A (en) Vehicle ranging method based on monocular vision
WO2014033936A1 (en) Image processing device, image processing method, and image processing program
JP2015165376A (en) Apparatus and method for recognizing lane
KR20170056860A (en) Method of generating image and apparatus thereof
US20120212615A1 (en) Far-infrared pedestrian detection device
JP6516012B2 (en) Image processing apparatus, object recognition apparatus, device control system, image processing method and program
Li et al. Road markings extraction based on threshold segmentation
KR101178508B1 (en) Vehicle Collision Alarm System and Method
Sun et al. A robust lane detection method for autonomous car-like robot
JP5316337B2 (en) Image recognition system, method, and program
Jiang et al. Low-level image processing for lane detection and tracking
KR101205565B1 (en) Method for Dectecting Front and Rear Vehicle by Using Image
US20200210747A1 (en) Adhering substance detection apparatus and adhering substance detection method
CN114037977B (en) Road vanishing point detection method, device, equipment and storage medium
Parse et al. EDGE detection technique based on bilateral filtering and iterative threshold selection algorithm and transfer learning for traffic sign recognition
EP4024348A2 (en) Method and device for determining boundary points of bottom surface of vehicle, roadside device and cloud control platform
Khalifa et al. Vision based road lane detection system for vehicles guidance

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180405

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190212

Year of fee payment: 5