KR101511586B1 - 터널 인식에 의한 차량 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 카메라가 차량 전방을 촬영하여 적어도 하나의 영상을 생성하는 단계; 상기 적어도 하나의 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계; 및 상기 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되는 경우, 터널 주행모드를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법에 관한 것이다.

Description

터널 인식에 의한 차량 제어장치 및 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING VEHICLE BY DETECTION OF TUNNEL}
본 발명은 차량이 터널에 근접할 때 터널을 자동으로 인식하여 차량을 자동 제어할 수 있도록 하는 차량 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 도로 환경에서는 주행 중 미등 및 내외기 변환이 필요한 상황이 자주 발생한다. 특히, 우리나라와 같이 산악지형이 많은 곳에서는 터널을 만나는 경우가 빈번하게 발생하게 된다. 이러한 경우, 터널 진입 시마다 운전자가 내외기 모드를 변환한다거나 미등을 작동해야 하는 등의 불편함이 발생함은 물론이고, 차량 운전시의 안전에도 영향을 미칠 수 있게 된다.
따라서, 이러한 불편함을 해소하기 위하여 터널 진입시 터널 진입여부를 탐지하여 그에 따라 차량을 제어하는 기술이 적용되고 있다. 그러나, 종래의 터널 진입 탐지 및 자동제어 시스템은, 예를 들어 야간주행 모드시와 터널진입시를 효과적으로 구분하지 못하는 등, 터널진입여부를 효과적이고도 정확하게 탐지하지 못하여 동작오류를 유발하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제 2009-0059981호(2009. 6. 11 공개)에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 차량 주행 중 터널에 근접할 때 차량에 장착된 복수개의 카메라를 통하여 얻어지는 영상을 통하여 차량의 터널 진입을 자동으로 인식함으로써, 터널 내에서의 주행 환경에 적합한 차량 제어를 자동으로 실행할 수 있도록 하는 터널 인식에 의한 차량 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 적어도 하나의 카메라가 차량 전방을 촬영하여 적어도 하나의 영상을 생성하는 단계; 상기 적어도 하나의 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계; 및 상기 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되는 경우, 터널 주행모드를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 적어도 하나의 카메라는 제 1 및 제 2 카메라를 포함하고 상기 적어도 하나의 영상은 제 1 및 제 2영상을 포함하며, 상기 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및 상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 시차맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상에 투영된 각 전방지점과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며, 상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 카메라 초점거리, 상기 제 1 및 제 2 카메라 간의 거리, 및 상기 제 1 및 제 2 카메라에 각각 입력된 해당 전방지점의 이미지 중심으로부터의 거리에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는, 상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상을 생성하는 단계; 및 상기 윤곽선 영상을 미리 저장된 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 윤곽선 영상의 생성시, 미리 설정된 임계값을 초과하는 미분값만을 반영하여 상기 윤곽선 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 적어도 하나의 영상에 기초하여 차량의 터널 진출여부를 판단하는 단계; 및 터널을 진출하는 것으로 판단되면, 상기 터널 주행모드를 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차량의 터널 진출여부 판단시, 상기 적어도 하나의 영상으로부터 산출되는 밝기 강도를 임계범위와 비교함으로써 차량의 터널 진출여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 임계범위는 터널 진입 전에 취득된 밝기강도의 평균값과 미리 설정된 기준오차값 간의 차에 의해 설정되고, 상기 밝기 강도가 상기 임계범위를 벗어나면 차량이 터널을 진출하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 적어도 하나의 카메라는 제 1 및 제 2 카메라를 포함하고 상기 적어도 하나의 영상은 제 1 및 제 2영상을 포함하며, 상기 차량의 터널 진출여부를 판단하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및 상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 터널 주행모드는 선루프 제어, 에어컨 제어, 전조등 점등제어, 테일 램프 점등제어 및 차량윈도우 차단제어 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 제 1 및 제 2 카메라가 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2 영상을 각각 생성하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 진입 인식방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및 상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 시차맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상에 투영된 각 전방지점과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며, 상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 제 1 및 제 2 카메라가 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2 영상을 각각 생성하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 진출 인식방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및 상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 시차맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상에 투영된 각 전방지점과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며, 상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2 영상을 각각 생성하는 제 1 및 제 2 카메라를 포함하는 영상부; 상기 영상부로부터 제공되는 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 시차맵생성부; 및 상기 시차맵생성부로부터 제공되는 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치를 제공한다.
본 발명에서, 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부는 터널 주행모드를 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제 1 및 제 2영상 중 적어도 하나에 기초하여 밝기 강도를 산출하는 밝기강도 연산부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 터널 주행모드를 실행 중, 상기 밝기 강도를 임계범위와 비교하여 차량의 터널 진출여부를 판단하고, 터널을 진출하는 것으로 판단되면 상기 터널 주행모드를 해제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량 제어장치 및 제어방법은 차량이 터널에 근접할 때 차량에 장착되어 있는 카메라를 통하여 얻어지는 영상을 통하여 차량의 터널 진입을 자동으로 인식하여 터널 내에서의 주행 환경에 적합한 차량 제어를 자동으로 실행함으로써, 차량 운전자에게 편의를 제공하고 운전자가 차량 운전에만 집중할 수 있도록 하며, 이를 통해 차량의 고부가 이미지를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 터널 인식에 의한 차량 제어장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 터널 인식에 의한 차량 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 실시예에서 2대의 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 차량으로부터 전방 물체까지의 거리를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 실시예에서 카메라에 의해 촬영된 영상과 차량 전방의 물체 간 3차원 위치관계를 도시한 것이다.
도 5는 본 실시예에서 카메라에 의해 촬영된 영상 내 한 화소에, 이에 대응하는 전방 물체까지의 거리를 맵핑하여 표시하는 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 실시예에서 카메라에 의해 촬영된 영상 내 각 화소에, 이에 대응하는 전방 물체까지의 거리를 맵핑하여 생성한 시차맵을 도시한 것이다.
도 7은 도 6의 시차맵에서 영역 A 부분에 대하여, 수직 방향으로의 미분값의 분포를 나타낸 것이다.
도 8은 도 6의 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 수직 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 생성한 윤곽선 영상을 도시한 것이다.
도 9는 차량 진입시 차량 진행 위치에 따른 밝기 강도의 추이를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 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 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 터널 인식에 의한 차량 제어장치의 구성을 도시한 블럭도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 터널 인식에 의한 차량 제어방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 3은 본 실시예에서 2대의 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 차량으로부터 전방 물체까지의 거리를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도이다. 또한, 도 4 내지 도 9는 본 실시예에 따른 터널 인식 및 차량제어를 설명하기 위한 참고도이다. 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터널 인식에 의한 차량 제어장치는 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2영상(10, 20)을 각각 생성하는 제 1 및 제 2 카메라(111, 112)를 포함하는 영상부(110); 영상부(110)로부터 제공되는 제 1 및 제 2 영상(10, 20)에 기초하여 시차맵(50)을 생성하는 시차맵생성부(130); 상기 시차맵생성부(130)로부터 제공되는 시차맵(50)에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 제어부(120); 및 제 1 및 제 2영상(10, 20) 중 적어도 하나에 기초하여 밝기 강도를 산출하는 밝기강도 연산부(140)를 포함한다.
제어부(120)는 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되는 경우 터널 주행모드를 실행한다. 또한, 제어부(120)는 상기 터널 주행모드의 실행 중 밝기 강도(I)를 임계범위와 비교하여 차량의 터널 진출여부를 판단하고, 터널을 진출하는 것으로 판단되면 터널 주행모드를 해제한다. 임계범위는 터널 진입 전에 취득된 밝기강도(I)의 평균값과 미리 설정된 기준오차값(ΔI) 간의 차에 의해 설정되고, 제어부(120)는 상기 밝기 강도(I)가 상기 임계범위를 벗어나면 차량이 터널을 진출하는 것으로 판단한다.
시차맵(50)은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상(10, 20)에 투영된 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며, 상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 제 1 및 제 2영상(10, 20)의 시차(parallax)에 기초하여 산출되며, 자세한 산출방법은 후술한다.
제어부(120)는 시차맵 생성부(130)를 통하여 시차맵(50) 내 각 화소에 맵핑된 거리를 제 1 영상 방향(y방향)으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상(55)을 생성하고, 차량의 터널 진입 판단시 제어부(120)는 윤곽선 영상(55)을 메모리부(150)에 미리 저장된 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진입을 판단한다. 시차맵 생성부(130)는 윤곽선 영상(50)의 생성시, 미리 설정된 임계값을 초과하는 미분값만을 반영하여 윤곽선 영상(55)을 생성하며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 동작 및 작용을 도 1 내지 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 영상부(110)는 제 1 카메라(111)와 제 2 카메라(112)를 통하여 차량 전방을 촬영하여 스테레오 영상 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 제 1 및 제 2영상(10, 20)을 각각 생성한다(S201). 제 1 카메라(111)와 제 2 카메라(112)는 차량의 전방 좌측 및 우측에 각각 설치되어 차량 전방을 각각 촬영하며 도 3에 도시된 바와 같이 차량 전방을 바라보는 시차(parallax)에 따라 각각 제 1영상(10) 및 제 2영상(20)을 생성한다. 영상부(110)를 통한 차량 전방에 대한 영상 촬영은 차량 주행 중 계속적으로 이루어진다.
이어서, 시차맵 생성부(130)는 제 1 및 제 2 영상(10, 20)에 기초하여 도 6에 도시된 바와 같은 시차맵(disparity map, 50)을 생성한다(S202). 이를 구체적으로 살펴 보면, 영상부(110)에 의해 생성되는 제 1 및 제 2 영상(10, 20)은 도 4에 도시된 바와 같이 가로축방향(x) 및 세로축방향(y)으로 이루어진 2차원 영상이다. 그리고, z는 차량, 좀더 구체적으로는 영상부(110)로부터 차량전방에 있는 어떤 물체까지의 거리를 나타낸다. 도 3은 2대의 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 차량으로부터 전방 물체까지의 거리를 계산하는 것을 설명하기 위한 개념도로서, 차량전방에 있는 물체를 바라보는 시차에 따라 제 1 및 제 2 카메라(111, 112)에 의해 도 3에 도시된 바와 같은 제 1 및 제 2 영상(10, 20)이 각각 생성되며, 이를 통해 차량으로부터 해당 물체까지의 거리(z)를 아래의 수학식 1, 2에 의해 계산할 수 있다.
Figure 112013019051835-pat00001
Figure 112013019051835-pat00002
(단, f는 카메라 초점거리, b:제 1 및 제 2 카메라 간 거리, dl은 제 1 카메라에 입력된 해당 물체의 이미지 중심으로부터의 x축방향 거리, dr은 제 2 카메라에 입력된 해당 물체의 이미지 중심으로부터의 x축방향 거리, d는 dl과 dr의 합)
시차맵 생성부(130)는 상기 수학식 1, 2를 통해 얻어지는 차량 전방 물체까지의 거리를 2차원 영상에 맵핑하여 도 6과 같은 시차맵(50)을 생성한다. 시차맵(50)은 복수의 화소를 포함하는데, 시차맵 생성부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2영상(10, 20)에 투영된 차량 전방의 어떤 물체와 차량 간의 거리(z1)를 2차원 영상 내 대응 위치(1)에 맵핑하고, 이러한 작업을 차량 전방 영상에 전체에 대해 수행함으로써 도 6에 도시된 바와 같은 시차맵(50)을 생성한다. 도 6은 본 실시예에서 카메라에 의해 촬영된 영상 내 각 화소에, 이에 대응하는 전방 물체까지의 거리를 맵핑하여 생성한 시차맵을 도시한 것으로서, 특히 차량 전방에 터널이 나타났을 때의 모습을 나타낸 것이다. 이렇게 하여 생성된 시차맵(50) 상의 각 화소에는 차량으로부터 해당 전방 지점까지의 거리가 맵핑되며, 이를 영상으로 표시한다면 휘도나 RGB값으로 변환하여 표시하는 것이 가능할 것이다.
다음으로, 제어부(120)는 시차맵(50)에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단한다(S203). 이를 좀 더 구체적으로 살펴 보면, 먼저 제어부(120)는 시차맵 생성부(130)를 통하여 시차맵(50) 내 각 화소에 맵핑된 거리(z)를 세로축방향(y방향)으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상(55)을 생성한다(S203a). 도 7은 도 6의 시차맵(50)에서 영역 A 부분에 대하여, 수직 방향(세로축방향)으로의 미분값의 분포를 나타낸 것으로서, 이에 도시된 바와 같이 터널의 경계, 즉 터널 엣지부분에서는 차량에서 해당 지점까지의 거리의 변화가 급격하게 발생되기 때문에 그 미분값(dz/dy)이 급격하게 증가함을 알 수 있다. 따라서, 시차맵 생성부(130)는 시차맵(50) 내 각 화소 중에서 상기 미분값(dz/dy)이 미리 설정된 임계값을 초과하는 부분만 추출하여 이를 이차원 영상에 투영함으로써 도 8에 도시된 바와 같은 윤곽선 영상(55)을 생성할 수 있다. 물론, 실시예에 따라서는 시차맵(50)에서 수평 방향(가로축방향) 또는 그외 다른 일방향으로의 미분값의 분포를 추출하여 윤곽선 영상을 생성하는 것도 가능할 것이다.
이어서, 제어부(120)는 윤곽선 영상(55)을 메모리부(150)에 미리 저장되어 있는 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진입을 판단한다(S203b). 구체적으로, 제어부(120)는 Haar-like-feature방식에 의한 형상인식기술을 포함하여 공지 또는 공지되지 않은 다양한 형상인식기술을 이용하여 윤곽선 영상(55)과 상기 기준 영상을 비교하여 터널형상을 식별할 수 있다. 그리고, 터널 형상이 식별되면, 제어부(120)는 상기 생성된 윤곽선 영상(55) 내 윤곽선의 최저점과 해당 윤곽선 영상(55) 하단부 간의 거리(D)가 일정 기준값 이하가 되면 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단한다. 이 때, 판단결과 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되면 이하의 단계로 진행하지만, 터널에 진입하는 것으로 판단되지 않으면 상기 단계(S201)로 회귀한다.
상기에서 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단된 경우, 제어부(120)는 터널 주행모드를 실행한다(S204). 여기서, 터널 주행모드라 함은 차량이 터널에 진입할 때 차량에 설치되어 있는 각종 부가장치들(160)을 자동으로 제어하도록 미리 설정된 차량 주행모드를 의미하며, 예를 들어 선루프를 자동으로 차단하는 선루프 제어, 에어컨 구동을 자동을 제어하는 에어컨 제어, 전조등을 자동으로 점등하는 전조등 점등제어, 테일 램프를 자동으로 점등하는 테일램프 점등제어, 개방되어 있는 차량의 윈도우를 자동으로 차단하는 차량윈도우 차단제어 등이 있을 수 있으며, 이외에도 다양한 주행모드가 설정될 수 있다.
다음으로, 제어부(120)는 제 1 및 제 2영상(10, 20) 중 적어도 하나에 기초하여 산출되는 밝기 강도(I)를 임계범위와 비교함으로써 차량의 터널 진출여부를 판단한다(S205). 구체적으로 제 1영상(10)을 사용하는 경우를 예로 들면, 일반적으로 영상 이미지는 RGB정보를 포함하고 있다. 이 RGB(Red, Green, Blue)정보는 통상적으로 각각 0 내지 255의 값을 갖는데 해당 영상이 밝을수록 255에 가까운 값을 갖고, 어두울수록 0에 가까운 값을 갖는다. 본 실시예에서는 해당 영상의 평균적인 R, G, B값을 추출하여 이 값들을 수학식 3과 같이 평균화하여 밝기강도(I)를 산출한다.
Figure 112013019051835-pat00003
통상적으로, 밝기강도(I)는 도 9에 도시된 바와 같이 터널 진입 전에는 비교적 높은 값을 갖다가 터널에 진입하게 되면 하강하기 시작하여 터널에 완전히 진입하면 낮은 값이 되고, 이후 다시 터널을 진출하여 밖으로 나오게 되면 다시 상승하여 터널 진입 전의 값을 회복하게 된다. 본 실시예에서, 밝기 강도연산부(140)는 제 1 영상(10) 또는 제 2영상(20)을 이용하여 밝기강도(I)를 산출하여 제어부(120)에 제공하고, 제어부(120)는 터널 주행모드 실행 중 상기 산출된 밝기 강도(I)를 임계범위와 비교하여 차량의 터널 진출여부를 판단한다. 특히, 제어부(120)는 수학식 4에 나타나 있는 바와 같이 [터널 진입 전에 복수회 취득된 밝기강도의 평균값]과 미리 설정된 기준오차값(ΔI) 간의 차에 의해 설정되는 임계강도를 초과하는 경우 터널을 진출하는 것으로 판단할 수 있고, 또한 밝기값에 음의 값을 곱한 경우에는 음의 임계강도 미만이 되는 경우 터널을 진출하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 상기 밝기 강도(I)가 특정 임계범위를 벗어나는 시점, 예를 들어 도 9의 P 지점이 되면 차량이 터널을 진출하는 것으로 판단한다.
Figure 112013019051835-pat00004
또한, 단계(S205)에서는 밝기강도(I)를 이용하여 터널의 진출을 판단하는 것으로 기술하였으나, 실시예에 따라서는 차량의 터널 진출여부의 판단시 시차맵 생성부(130)에서 생성된 시차맵에 기초하여 제어부(120)가 터널 진출여부를 판단하도록 구성할 수도 있다. 즉, 상기 시차맵생성부(130)에서 생성된 시차맵 및 이에 따른 윤곽선 영상(55)을 메모리부(150)에 미리 저장되어 있는 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진출여부를 판단하도록 구성할 수도 있으며, 그 구체적인 실시방법은 상기 터널 진입방법에서의 터널형상 인식과 동일하므로, 그 이상의 상세한 설명은 생략한다.
단계(S205)에서의 판단결과 터널을 진출하는 것으로 판단되면 다음 단계로 진행하지만, 터널을 아직 진출하지 않은 것으로 판단되면 단계(S204)로 회귀한다.
한편, 상기에서는 해당 영상의 R, G, B 정보를 이용하여 밝기강도(I)를 산출하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 차량 주변의 밝기를 반영할 수 있는 것이면 어떤 방법이라도 채용가능하다.
단계(S205)에서의 판단결과 터널을 진출하는 것으로 판단되면, 제어부(120)는 터널 주행모드를 해제한다(S206).
이와 같이, 본 발명에 따른 차량 제어장치 및 제어방법은 차량이 터널에 근접할 때 차량에 장착되어 있는 복수개의 카메라를 통하여 얻어지는 영상을 통해 차량의 터널 진입을 자동으로 인식하여 터널 내에서의 주행 환경에 적합한 차량 제어를 자동으로 실행함으로써, 차량 운전자에게 편의를 제공하고 운전자가 차량 운전에만 집중할 수 있도록 하며, 이를 통해 차량의 고부가 이미지를 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110 : 영상부
111 : 제 1 카메라 112 : 제 2 카메라
120 : 제어부 130 : 시차맵 생성부
140 : 밝기 강도 연산부 150 : 메모리부
160 : 차량 내 부가장치들
10 : 제 1 영상 20 : 제 2 영상
50 : 시차맵 55 : 윤곽선 영상

Claims (33)

  1. 적어도 하나의 카메라가 차량 전방을 촬영하여 적어도 하나의 영상을 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계; 및
    상기 차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되는 경우, 터널 주행모드를 실행하는 단계를 포함하되,
    상기 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 영상에 기초하여 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 영상에 투영된 각 전방지점들과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며,
    상기 맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는, 상기 맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 수행되는 것임을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 카메라는 제 1 및 제 2 카메라를 포함하고 상기 적어도 하나의 영상은 제 1 및 제 2영상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 맵은 시차맵이고,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 상기 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 카메라 초점거리, 상기 제 1 및 제 2 카메라 간의 거리, 및 상기 제 1 및 제 2 카메라에 각각 입력된 해당 전방지점의 이미지 중심으로부터의 거리에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는,
    상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 상기 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 윤곽선 영상을 미리 저장된 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 윤곽선 영상의 생성시, 미리 설정된 임계값을 초과하는 미분값만을 반영하여 상기 윤곽선 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영상에 기초하여 차량의 터널 진출여부를 판단하는 단계; 및
    터널을 진출하는 것으로 판단되면, 상기 터널 주행모드를 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차량의 터널 진출여부 판단시,
    상기 적어도 하나의 영상으로부터 산출되는 밝기 강도를 임계범위와 비교함으로써 차량의 터널 진출여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 임계범위는 터널 진입 전에 취득된 밝기강도의 평균값과 미리 설정된 기준오차값 간의 차에 의해 설정되고,
    상기 밝기 강도가 상기 임계범위를 벗어나면 차량이 터널을 진출하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 카메라는 제 1 및 제 2 카메라를 포함하고 상기 적어도 하나의 영상은 제 1 및 제 2영상을 포함하며,
    상기 차량의 터널 진출여부를 판단하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 터널 주행모드는 선루프 제어, 에어컨 제어, 전조등 점등제어, 테일 램프 점등제어 및 차량윈도우 차단제어 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어방법.
  12. 제 1 및 제 2 카메라가 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2 영상을 각각 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 시차맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상에 투영된 각 전방지점과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며,
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는, 상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 수행되는 것임을 특징으로 하는, 터널 진입 인식방법.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 진입 인식방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 카메라 초점거리, 상기 제 1 및 제 2 카메라 간의 거리, 및 상기 제 1 및 제 2 카메라에 각각 입력된 해당 전방지점의 이미지 중심으로부터의 거리에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 진입 인식방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계는,
    상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 상기 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 윤곽선 영상을 미리 저장된 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 진입 인식방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 윤곽선 영상의 생성시, 미리 설정된 임계값을 초과하는 미분값만을 반영하여 상기 윤곽선 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 터널 진입 인식방법.
  18. 제 1 및 제 2 카메라가 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2 영상을 각각 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 터널의 형상을 인식하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 단계; 및
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 시차맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상에 투영된 각 전방지점과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며,
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계는, 상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 수행되는 것임을 특징으로 하는, 터널 진출 인식방법.
  19. 삭제
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 진출 인식방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 카메라 초점거리, 상기 제 1 및 제 2 카메라 간의 거리, 및 상기 제 1 및 제 2 카메라에 각각 입력된 해당 전방지점의 이미지 중심으로부터의 거리에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 진출 인식방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계는,
    상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 상기 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 윤곽선 영상을 미리 저장된 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진출을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 진출 인식방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 윤곽선 영상의 생성시, 미리 설정된 임계값을 초과하는 미분값만을 반영하여 상기 윤곽선 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 터널 진출 인식방법.
  24. 차량 전방을 촬영하여 제 1 및 제 2 영상을 각각 생성하는 제 1 및 제 2 카메라를 포함하는 영상부;
    상기 영상부로부터 제공되는 상기 제 1 및 제 2 영상에 기초하여 시차맵을 생성하는 시차맵생성부; 및
    상기 시차맵생성부로부터 제공되는 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진입을 판단하는 제어부를 포함하되,
    상기 시차맵은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2영상에 투영된 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리가 상기 복수의 화소에 맵핑되며,
    상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 차량의 터널 진입의 판단이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    차량이 터널에 진입하는 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부는 터널 주행모드를 실행하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2영상 중 적어도 하나에 기초하여 밝기 강도를 산출하는 밝기강도 연산부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 터널 주행모드를 실행 중, 상기 밝기 강도를 임계범위와 비교하여 차량의 터널 진출여부를 판단하고, 터널을 진출하는 것으로 판단되면 상기 터널 주행모드를 해제하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 임계범위는 터널 진입 전에 취득된 밝기강도의 평균값과 미리 설정된 기준오차값 간의 차에 의해 설정되고,
    상기 제어부는 상기 밝기 강도가 상기 임계범위를 벗어나면 차량이 터널을 진출하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  28. 제 25항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 시차맵생성부로부터 제공되는 시차맵에 기초하여 차량의 터널 진출여부를 판단하고, 터널을 진출하는 것으로 판단되면 상기 터널 주행모드를 해제하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  29. 제 25항에 있어서,
    상기 터널 주행모드는 선루프 제어, 에어컨 제어, 전조등 점등제어, 테일 램프 점등제어 및 차량윈도우 차단제어 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  30. 제 24항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 상기 제 1 및 제 2영상의 시차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 각 차량 전방지점들과 차량 간의 거리는 카메라 초점거리, 상기 제 1 및 제 2 카메라 간의 거리, 및 상기 제 1 및 제 2 카메라에 각각 입력된 해당 전방지점의 이미지 중심으로부터의 거리에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 시차맵 생성부는 상기 시차맵 내 각 화소에 맵핑된 거리를 상기 제 1 영상 방향으로 미분한 미분값들을 이용하여 윤곽선 영상을 생성하고,
    상기 차량의 터널 진입 판단시, 상기 제어부는 상기 윤곽선 영상을 메모리부에 미리 저장된 터널 형상에 관한 기준 영상과 비교하여 차량의 터널 진입을 판단하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 시차맵 생성부는 상기 윤곽선 영상의 생성시, 미리 설정된 임계값을 초과하는 미분값만을 반영하여 상기 윤곽선 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 터널 인식에 의한 차량 제어장치.

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