KR101618551B1 - 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치는, 스테레오 카메라와, 도로의 노면을, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터를 저장하는 메모리와, 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 프로세서를 포함한다. 이에 의해, 도로 노면 상태 인식이 가능하게 된다.

Description

차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량{Driver assistance apparatus and Vehicle including the same}
본 발명은 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 도로 노면 상태 인식이 가능한 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량에 관한 것이다.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.
한편, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해, 각 종 센서와 전자 장치 등이 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위한 다양한 장치 등이 개발되고 있다.
본 발명의 목적은, 도로 노면 상태 인식이 가능한 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치는, 스테레오 카메라와, 도로의 노면을, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터를 저장하는 메모리와, 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 프로세서를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량은, 조향 장치를 구동하는 조향 구동부와, 브레이크 장치를 구동하는 브레이크 구동부와, 조향 구동부, 및 브레이크 구동부를 제어하는 제어부와, 스테레오 카메라와, 도로의 노면을, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터를 저장하는 메모리와, 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량은, 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분되어 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분함으로써, 도로 노면 상태 인식이 가능하게 된다.
한편, 통신부가 스테레오 카메라로부터의 스테레오 이미지를 이동 단말기 또는 서버로 전송하고, 이동 단말기 또는 서버로부터, 도로의 노면을 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터를 수신할 수 있으며, 이에 따라, 도로 노면 상태 인식이 가능하게 된다.
또한, 통신부는, 이동 단말기 또는 서버로부터, 시간 정보, 계절 정보, 날씨 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 프로세서는, 시간 정보, 계절 정보, 날씨 정보 중 적어도 하나와, 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분함으로써, 도로 노면 상태 인식이 가능하게 된다.
한편, 프로세서는, 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로, 및 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력함으로써, 도로 노면 상태를 고려한 차량의 안정적인 주행이 가능하게 된다.
한편, 스테레오 이미지 기반으로, 오브젝트 검출시, 스테레오 이미지를 이용하여 디스패러티를 연산하고, 디스패러티 정보에 기초하여, 오브젝트를 검출할 수 있게 되어, 데이터 처리 속도 등을 단축할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 카메라를 구비하는 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 차량에 부착되는 스테레오 카메라의 외관을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 내부 블록도의 다양한 예를 예시한다.
도 4a 내지 도 4b는 도 3a 내지 도 3b의 프로세서의 내부 블록도의 다양한 예를 예시한다.
도 5a 내지 도 5b는 도 4a 내지 도 4b의 프로세서의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 도 3a 내지 도 3b의 차량 운전 보조 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 1의 차량 내부의 전자 제어 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작방법을 도시한 순서도이다.
도 9a 내지 도 18은 도 8의 동작 방법의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 차량은, 엔진을 구비하는 차량, 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 엔진을 구비하는 차량을 위주로 기술한다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 차량 운전 보조 장치는, 첨단 차량 운전 보조 시스템(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) 또는 참단 차량 운전 보조 장치(Advanced Driver Assistance Apparatus, ADAA)라 할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량의 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비하는 차량에 대해 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 카메라를 구비하는 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 차량(200)은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(103FR,103FL,103RL,..), 차량(200)의 진행 방향을 조절하기 위한 핸들(150), 및 차량(200) 내부에 구비되는 스테레오 카메라(195)를 구비할 수 있다.
스테레오 카메라(195)는, 복수의 카메라를 구비할 수 있으며, 복수의 카메라에 의해 획득되는, 스테레오 이미지는, 차량 운전 보조 장치(도 3의 100) 내에서 신호 처리될 수 있다.
한편, 도면에서는 스테레오 카메라(195)가 두 개의 카메라를 구비하는 것을 예시한다.
도 2는 도 1의 차량에 부착되는 스테레오 카메라의 외관을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 스테레오 카메라 모듈(195)은, 제1 렌즈(193a)를 구비하는 제1 카메라(195a), 제2 렌즈(193b)를 구비하는 제2 카메라(195b)를 구비할 수 있다.
한편, 스테레오 카메라 모듈(195)은, 각각, 제1 렌즈(193a)와 제2 렌즈(193b)에 입사되는 광을 차폐하기 위한, 제1 광 차폐부(light shield)(192a), 제2 광 차폐부(192b)를 구비할 수 있다.
도면의 스테레오 카메라 모듈(195)은, 차량(200)의 천정 또는 전면 유리에 탈부착 가능한 구조일 수 있다.
이러한 스테레오 카메라 모듈(195)을 구비하는 차량 운전 보조 장치(도 3의 100)는, 스테레오 카메라 모듈(195)로부터, 차량 전방에 대한 스테레오 이미지를 획득하고, 스테레오 이미지에 기초하여, 디스패러티(disparity) 검출을 수행하고, 디스패러티 정보에 기초하여, 적어도 하나의 스테레오 이미지에 대한, 오브젝트 검출을 수행하며, 오브젝트 검출 이후, 계속적으로, 오브젝트의 움직임을 트래킹할 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 내부 블록도의 다양한 예를 예시한다.
도 3a 내지 도 3b의 차량 운전 보조 장치(100)는, 스테레오 카메라(195)로부터 수신되는 스테레오 이미지를, 컴퓨터 비젼(computer vision) 기반을 바탕으로 신호 처리하여, 차량 관련 정보를 생성할 수 있다. 여기서 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 도 3a의 차량 운전 보조 장치(100)는, 통신부(120), 인터페이스부(130), 메모리(140), 프로세서(170), 전원 공급부(190), 및 스테레오 카메라(195)를 구비할 수 있다.
통신부(120)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)와 무선(wireless) 방식으로, 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 통신부(120)는, 차량 운전자의 이동 단말기와, 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 데이터 통신 방식으로는, 블루투스(Bluetooth), WiFi Direct, WiFi, APiX 등 다양한 데이터 통신 방식이 가능하다.
통신부(120)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다. 한편, 차량 운전 보조 장치(100)에서, 스테레오 이미지를 기반으로 파악한, 실시간 교통 정보를, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로 전송할 수도 있다.
한편, 사용자가 차량에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(600)와 차량 운전 보조 장치(100)는, 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링(pairing)을 수행할 수 있다.
인터페이스부(130)는, 차량 관련 데이터를 수신하거나, 프로세서(170)에서 처리 또는 생성된 신호를 외부로 전송할 수 있다. 이를 위해, 인터페이스부(130)는, 유선 통신 또는 무선 통신 방식에 의해, 차량 내부의 ECU(770), AVN(Audio Video Navigation) 장치(400), 센서부(760) 등과 데이터 통신을 수행할 수 있다.
인터페이스부(130)는, AVN 장치(400)와의 데이터 통신에 의해, 차량 주행과 관련한, 맵(map) 정보를 수신할 수 있다.
한편, 인터페이스부(130)는, ECU(770) 또는 센서부(760)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 센서 정보는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 센서 정보는, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 휠 센서(wheel sensor), 차량 속도 센서, 차체 경사 감지센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서 등으로부터 획득될 수 있다. 한편, 포지션 모듈은, GPS 정보 수신을 위한 GPS 모듈을 포함할 수 있다.
한편, 센서 정보 중, 차량 주행과 관련한, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보, 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 기울기 정보 등을 차량 주행 정보라 명명할 수 있다.
메모리(140)는, 프로세서(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량 운전 보조 장치(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
오디오 출력부(미도시)는, 프로세서(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다. 오디오 출력부(미도시)는, 입력부(110), 즉 버튼의 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
오디오 입력부(미도시)는, 사용자 음성을 입력받을 수 있다. 이를 위해, 마이크를 구비할 수 있다. 수신되는 음성은, 전기 신호로 변환하여, 프로세서(170)로 전달될 수 있다.
프로세서(170)는, 차량 운전 보조 장치(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 프로세서(170)는, 컴퓨터 비젼(computer vision) 기반의 신호 처리를 수행한다. 이에 따라, 프로세서(170)는, 스테레오 카메라(195)로부터 차량 전방에 대한 스테레오 이미지를 획득하고, 스테레오 이미지에 기초하여, 차량 전방에 대한 디스패러티 연산을 수행하고, 연산된 디스패러티 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대한, 오브젝트 검출을 수행하며, 오브젝트 검출 이후, 계속적으로, 오브젝트의 움직임을 트래킹할 수 있다.
특히, 프로세서(170)는, 오브젝트 검출시, 차선 검출(Lane Detection, LD), 주변 차량 검출(Vehicle Detection, VD), 보행자 검출(Pedestrian Detection,PD), 불빛 검출(Brightspot Detection, BD), 교통 표지판 검출(Traffic Sign Recognition, TSR), 도로면 검출 등을 수행할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는, 검출된 주변 차량에 대한 거리 연산, 검출된 주변 차량의 속도 연산, 검출된 주변 차량과의 속도 차이 연산 등을 수행할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는, 통신부(120)를 통해, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는, 차량 운전 보조 장치(100)에서, 스테레오 이미지를 기반으로 파악한, 차량 주변 교통 상황 정보를, 실시간으로 파악할 수도 있다.
한편, 프로세서(170)는, 인터페이스부(130)를 통해, AVN 장치(400)로부터 맵 정보 등을 수신할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는, 인터페이스부(130)를 통해, ECU(770) 또는 센서부(760)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 센서 정보는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 프로세서(170)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
스테레오 카메라(195)는, 복수의 카메라를 구비할 수 있다. 이하에서는 도 2 등에서 기술한 바와 같이, 2개의 카메라를 구비하는 것으로 한다.
스테레오 카메라(195)는, 차량(200)의 천정 또는 전면 유리에 탈부착 가능할 수 있으며, 제1 렌즈(193a)를 구비하는 제1 카메라(195a), 제2 렌즈(193b)를 구비하는 제2 카메라(195b)를 구비할 수 있다.
한편, 스테레오 카메라(195)는, 각각, 제1 렌즈(193a)와 제2 렌즈(193b)에 입사되는 광을 차폐하기 위한, 제1 광 차폐부(light shield)(192a), 제2 광 차폐부(192b)를 구비할 수 있다.
다음, 도 3b를 참조하면, 도 3b의 차량 운전 보조 장치(100)는, 도 3a의 차량 운전 보조 장치(100)에 비해, 입력부(110) 디스플레이(180), 오디오 출력부(185)를 더 구비할 수 있다. 이하에서는 입력부(110), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185)에 대한 설명만을 기술한다.
입력부(110)는, 차량 운전 보조 장치(100), 특히, 스테레오 카메라(195)에 부착되는 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 구비할 수 있다. 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 통해, 차량 운전 보조 장치(100)의 전원을 온 시켜, 동작시키는 것이 가능하다. 그 외, 다양한 입력 동작을 수행하는 것도 가능하다.
오디오 출력부(185)는, 프로세서(170)에서 처리된 오디오 신호에 기초하여 사운드를 외부로 출력한다. 이를 위해, 오디오 출력부(185)는, 적어도 하나의 스피커를 구비할 수 있다.
디스플레이(180)는, 차량 운전 보조 장치의 동작과 관련한 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 이미지 표시를 위해, 디스플레이(180)는, 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 디스플레이(180)가 HUD 인 경우, 차량(200)의 전면 유리에 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 도 3a 내지 도 3b의 프로세서의 내부 블록도의 다양한 예를 예시하고, 도 5a 내지 도 5b는 도 4a 내지 도 4b의 프로세서의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 도 4a는, 프로세서(170)의 내부 블록도의 일예로서, 차량 운전 보조 장치(100) 내의 프로세서(170)는, 영상 전처리부(410), 디스패러티 연산부(420), 오브젝트 검출부(434), 오브젝트 트래킹부(440), 및 어플리케이션부(450)를 구비할 수 있다.
영상 전처리부(image preprocessor)(410)는, 스테레오 카메라(195)로부터의 스테레오 이미지를 수신하여, 전처리(preprocessing)를 수행한다.
구체적으로, 영상 전처리부(410)는, 스테레오 이미지에 대한, 노이즈 리덕션(noise reduction), 렉티피케이션(rectification), 캘리브레이션(calibration), 색상 강화(color enhancement), 색상 공간 변환(color space conversion;CSC), 인터폴레이션(interpolation), 카메라 게인 컨트롤(camera gain control) 등을 수행할 수 있다. 이에 따라, 스테레오 카메라(195)에서 촬영된 스테레오 이미지 보다 선명한 스테레오 이미지를 획득할 수 있다.
디스패러티 연산부(disparity calculator)(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지들에 대한 스테레오 매칭(stereo matching)을 수행하며, 스테레오 매칭에 따른, 디스패러티 맵(dispartiy map)을 획득한다. 즉, 차량 전방에 대한, 스테레오 이미지에 대한 디스패러티 정보를 획득할 수 있다.
이때, 스테레오 매칭은, 스테레오 이미지들의 픽셀 단위로 또는 소정 블록 단위로 수행될 수 있다. 한편, 디스패러티 맵은, 스테레오 이미지, 즉 좌,우 이미지의 시차(時差) 정보(binocular parallax information)를 수치로 나타낸 맵을 의미할 수 있다.
세그멘테이션부(segmentation unit)(432)는, 디스패러티 연산부(420)로부터의 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 세그먼트(segment) 및 클러스터링(clustering)을 수행할 수 있다.
구체적으로, 세그멘테이션부(432)는, 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해,배경(background)과 전경(foreground)을 분리할 수 있다.
예를 들어, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이하인 영역을, 배경으로 연산하고, 해당 부분을 제외시킬 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 전경이 분리될 수 있다.
다른 예로, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이상인 영역을, 전경으로 연산하고, 해당 부분을 추출할 수 있다. 이에 의해, 전경이 분리될 수 있다.
이와 같이, 스테레오 이미지에 기반하여 추출된 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 전경과 배경을 분리함으로써, 이후의, 오브젝트 검출시, 신호 처리 속도, 신호 처리 양 등을 단축할 수 있게 된다.
다음, 오브젝트 검출부(object detector)(434)는, 세그멘테이션부(432)로부터의 이미지 세그먼트에 기초하여, 오브젝트를 검출할 수 있다.
즉, 오브젝트 검출부(434)는, 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 검출부(434)는, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 예를 들어, 이미지 세그먼트에 의해 분리된 전경으로부터 오브젝트를 검출할 수 있다.
다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(436)는, 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인한다(verify).
이를 위해, 오브젝트 확인부(436)는, 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용한 식별법, SVM(Support Vector Machine) 기법, Haar-like 특징을 이용한 AdaBoost에 의해 식별하는 기법, 또는 HOG(Histograms of Oriented Gradients) 기법 등을 사용할 수 있다.
한편, 오브젝트 확인부(436)는, 메모리(140)에 저장된 오브젝트들과, 검출된 오브젝트를 비교하여, 오브젝트를 확인할 수 있다.
예를 들어, 오브젝트 확인부(436)는, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 확인할 수 있다.
오브젝트 트래킹부(object tracking unit)(440)는, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행한다. 예를 들어, 순차적으로, 획득되는 스테레오 이미지들에 내의, 오브젝트를 확인하고, 확인된 오브젝트의 움직임 또는 움직임 벡터를 연산하며, 연산된 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 트래킹할 수 있게 된다.
다음, 어플리케이션부(450)는, 차량 주변에, 위치하는 다양한 오브젝트들, 예를 들어, 다른 차량, 차선, 도로면, 표지판 등에 기초하여, 차량(200)의 위험도 등을 연산할 수 있다. 또한, 앞차와의 추돌 가능성, 차량의 슬립 여부 등을 연산할 수 있다.
그리고, 어플리케이션부(450)는, 연산된 위험도, 추돌 가능성, 또는 슬립 여부 등에 기초하여, 사용자에게, 이러한 정보를 알려주기 위한, 메시지 등을, 차량 운전 보조 정보로서, 출력할 수 있다. 또는, 차량(200)의 자세 제어 또는 주행 제어를 위한 제어 신호를, 차량 제어 정보로서, 생성할 수도 있다.
도 4b는 프로세서의 내부 블록도의 다른 예이다.
도면을 참조하면, 도 4b의 프로세서(170)는, 도 4a의 프로세서(170)와 내부 구성 유닛이 동일하나, 신호 처리 순서가 다른 것에 그 차이가 있다. 이하에서는 그 차이만을 기술한다.
오브젝트 검출부(434)는, 스테레오 이미지를 수신하고, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 도 4a와 달리, 디스패러티 정보에 기초하여, 세그먼트된 이미지에 대해, 오브젝트를 검출하는 것이 아닌, 스테레오 이미지로부터 바로 오브젝트를 검출할 수 있다.
다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(436)는, 세그멘테이션부(432)로부터의 이미지 세그먼트, 및 오브젝트 검출부(434)에서 검출된 오브젝트에 기초하여, 검출 및 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인한다(verify).
이를 위해, 오브젝트 확인부(436)는, 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용한 식별법, SVM(Support Vector Machine) 기법, Haar-like 특징을 이용한 AdaBoost에 의해 식별하는 기법, 또는 HOG(Histograms of Oriented Gradients) 기법 등을 사용할 수 있다.
도 5a와 도 5b는, 제1 및 제2 프레임 구간에서 각각 획득된 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 도 4a의 프로세서(170)의 동작 방법 설명을 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 제1 프레임 구간 동안, 스테레오 카메라(195)는, 스테레오 이미지를 획득한다.
프로세서(170) 내의 디스패러티 연산부(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지(FR1a,FR1b)를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지(FR1a,FR1b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(520)을 획득한다.
디스패러티 맵(dispartiy map)(520)은, 스테레오 이미지(FR1a,FR1b) 사이의 시차를 레벨화한 것으로서, 디스패러티 레벨이 클수록, 차량과의 거리가 가깝고, 디스패러티 레벨이 작을수록, 차량과의 거리가 먼 것으로 연산할 수 있다.
한편, 이러한 디스패러티 맵을 디스플레이 하는 경우, 디스패러티 레벨이 클수록, 높은 휘도를 가지고, 디스패러티 레벨이 작을수록 낮은 휘도를 가지도록 표시할 수도 있다.
도면에서는, 디스패러티 맵(520) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(528a,528b,528c,528d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(522), 제1 전방 차량(524), 제2 전방 차량(526)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.
세그멘테이션부(432)와, 오브젝트 검출부(434), 오브젝트 확인부(436)는, 디스패러티 맵(520)에 기초하여, 스테레오 이미지(FR1a,FR1b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(520)을 사용하여, 제2 스테레오 이미지(FR1b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.
즉, 이미지(530) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(538a,538b,538c,538d), 공사 지역(532), 제1 전방 차량(534), 제2 전방 차량(536)이, 오브젝트 검출 및 확인이수행될 수 있다.
다음, 도 5b를 참조하면, 제2 프레임 구간 동안, 스테레오 카메라(195)는, 스테레오 이미지를 획득한다.
프로세서(170) 내의 디스패러티 연산부(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지(FR2a,FR2b)를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지(FR2a,FR2b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(540)을 획득한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(540) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(548a,548b,548c,548d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(542), 제1 전방 차량(544), 제2 전방 차량(546)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.
세그멘테이션부(432)와, 오브젝트 검출부(434), 오브젝트 확인부(436)는, 디스패러티 맵(540)에 기초하여, 스테레오 이미지(FR2a,FR2b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(540)을 사용하여, 제2 스테레오 이미지(FR2b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.
즉, 이미지(550) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(558a,558b,558c,558d), 공사 지역(552), 제1 전방 차량(554), 제2 전방 차량(556)이, 오브젝트 검출 및 확인이수행될 수 있다.
한편, 오브젝트 트래킹부(440)는, 도 5a와 도 5b를 비교하여, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 트래킹부(440)는, 도 5a와 도 5b에서 확인된, 각 오브젝트들의 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 차선, 공사 지역, 제1 전방 차량, 제2 전방 차량 등에 대한 트래킹을 수행할 수 있게 된다.
도 6a 내지 도 6b는 도 3의 차량 운전 보조 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 6a는, 차량 내부에 구비되는 스테레오 카메라(195)에서 촬영되는 차량 전방 상황을 예시한 도면이다. 특히, 차량 전방 상황을 버드 아이 뷰(bird eye view)로 표시한다.
도면을 참조하면, 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 차선(642a), 제2 차선(644a), 제3 차선(646a), 제4 차선(648a)이 위치하며, 제1 차선(642a)과 제2 차선(644a) 사이에 공사 지역(610a)이 위치하며, 제2 차선(644a)과 제3 차선(646a) 사이에 제1 전방 차량(620a)가 위치하며, 제3 차선(646a)과 제4 차선(648a) 사이에, 제2 전방 차량(630a)이 배치되는 것을 알 수 있다.
다음, 도 6b는 차량 운전 보조 장치에 의해 파악되는 차량 전방 상황을 각종 정보와 함께 표시하는 것을 예시한다. 특히, 도 6b와 같은 이미지는, 차량 운전 보조 장치에서 제공되는 디스플레이(180) 또는 AVN 장치(400)에서 표시될 수도 있다.
도 6b는, 도 6a와 달리, 스테레오 카메라(195)에서 촬영되는 이미지를 기반으로하여 정보 표시가 되는 것을 예시한다.
도면을 참조하면, 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 차선(642b), 제2 차선(644b), 제3 차선(646b), 제4 차선(648b)이 위치하며, 제1 차선(642b)과 제2 차선(644b) 사이에 공사 지역(610b)이 위치하며, 제2 차선(644b)과 제3 차선(646b) 사이에 제1 전방 차량(620b)가 위치하며, 제3 차선(646b)과 제4 차선(648b) 사이에, 제2 전방 차량(630b)이 배치되는 것을 알 수 있다.
차량 운전 보조 장치(100)는, 스테레오 카메라(195)에서 촬영되는 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 신호 처리하여, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 오브젝트를 확인할 수 있다. 또한, 제1 차선(642b), 제2 차선(644b), 제3 차선(646b), 제4 차선(648b)을 확인할 수 있다.
한편, 도면에서는 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 오브젝트 확인을 나타내기 위해, 각각 테두리로 하이라이트되는 것을 예시한다.
한편, 차량 운전 보조 장치(100)는, 스테레오 카메라(195)에서 촬영되는 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다.
도면에서는, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b) 각각에 대응하는, 연산된 제1 거리 정보(611b), 제2 거리 정보(621b), 제3 거리 정보(631b)가 표시되는 것을 예시한다.
한편, 차량 운전 보조 장치(100)는, ECU(770) 또는 센서부(760)로부터 차량에 대한 센서 정보를 수신할 수 있다. 특히, 차량 속도 정보, 기어 정보, 차량의 회전각(요각)이 변하는 속도를 나타내는 요 레이트 정보(yaw rate), 차량의 각도 정보를 수신할 수 있으며, 이러한 정보들을 표시할 수 있다.
도면에서는, 차량 전방 이미지 상부(670)에, 차량 속도 정보(672), 기어 정보(671), 요 레이트 정보(673)가 표시되는 것을 예시하며, 차량 전방 이미지 하부(680)에, 차량의 각도 정보(682)가 표시되는 것을 예시하나 다양한 예가 가능하다. 그 외, 차량의 폭 정보(683), 도로의 곡률 정보(681)가, 차량의 각도 정보(682)와 함께 표시될 수 있다.
한편, 차량 운전 보조 장치(100)는, 통신부(120) 또는 인터페이스부(130)를 통해, 차량 주행 중인 도로에 대한, 속도 제한 정보 등을 수신할 수 있다. 도면에서는, 속도 제한 정보(640b)가 표시되는 것을 예시한다.
차량 운전 보조 장치(100)는, 도 6b에 도시된 다양한 정보들을 디스플레이(180) 등을 통해 표시하도록 할 수 있으나, 이와 달리, 별도의 표시 없이, 각종 정보를 저장할 수도 있다. 그리고, 이러한 정보들을 이용하여, 다양한 어플리케이션에 활용할 수도 있다.
도 7은 도 1의 차량 내부의 전자 제어 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 차량(200)은 차량 제어를 위한 전자 제어 장치(700)를 구비할 수 있다. 전자 제어 장치(700)는, 상술한 차량 운전 보조 장치(100), 및 AVN 장치(400)와 데이터를 교환할 수 있다.
전자 제어 장치(700)는, 입력부(710), 통신부(720), 메모리(740), 램프 구동부(751), 조향 구동부(752), 브레이크 구동부(753), 동력원 구동부(754), 썬루프 구동부(755), 서스펜션 구동부(756), 공조 구동부(757), 윈도우 구동부(758), 에어백 구동부(759), 센서부(760), ECU(770), 표시부(780), 오디오 출력부(785), 전원 공급부(790)를 구비할 수 있다.
입력부(710)는, 차량(200) 내부에 배치되는 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 구비할 수 있다. 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 통해, 다양한 입력 동작을 수행하는 것이 가능하다.
통신부(720)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)와 무선(wireless) 방식으로, 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 통신부(720)는, 차량 운전자의 이동 단말기와, 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 데이터 통신 방식으로는, 블루투스(Bluetooth), WiFi Direct, WiFi, APiX 등 다양한 데이터 통신 방식이 가능하다.
통신부(720)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.
한편, 사용자가 차량에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(600)와 전자 제어 장치(700)는, 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
메모리(740)는, ECU(770)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 전자 제어 장치(700) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
램프 구동부(751)는, 차량 내,외부에 배치되는 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 또한, 램프의 빛의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 방향 지시 램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.
조향 구동부(752)는, 차량(200) 내의 조향 장치(steering apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(753)는, 차량(200) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(200)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(200)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.
동력원 구동부(754)는, 차량(200) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
예를 들어, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(754)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다.
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(754)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
썬루프 구동부(755)는, 차량(200) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(756)는, 차량(200) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(200)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
공조 구동부(757)는, 차량(200) 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(758)는, 차량(200) 내의 서스펜션 장치(window apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
에어백 구동부(759)는, 차량(200) 내의 서스펜션 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.
센서부(760)는, 차량(100)의 주행 등과 관련한 신호를 센싱한다. 이를 위해, 센서부(760)는, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 휠 센서(wheel sensor), 차량 속도 센서, 차체 경사 감지센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서 등을 구비할 수 있다.
이에 의해, 센서부(760)는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
한편, 센서부(760)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 구비할 수 있다.
ECU(770)는, 전자 제어 장치(700) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
입력부(710)에 의한 입력에 의해, 특정 동작을 수행하거나, 센서부(760)에서 센싱된 신호를 수신하여, 차량 운전 보조 장치(100)로 전송할 수 있으며, AVN 장치(400)로부터 맵 정보를 수신할 수 있으며, 각 종 구동부(751,752, 753,754,756)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, ECU(770)는, 통신부(720)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.
표시부(780)는, 차량 운전 보조 장치의 동작과 관련한 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 이미지 표시를 위해, 표시부(780)는, 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 표시부(780)가 HUD 인 경우, 차량(200)의 전면 유리에 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다. 한편, 표시부(780)는, 입력이 가능한, 터치 스크린을 포함할 수 있다.
오디오 출력부(785)는, ECU(770)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다. 오디오 출력부(785)는, 입력부(710), 즉 버튼의 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
전원 공급부(790)는, ECU(770)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(790)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작방법을 도시한 순서도이고, 도 9a 내지 도 18은 도 8의 동작 방법의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 먼저, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 카메라로(195)부터 스테레오 이미지를 수신한다(S810).
도 2에서 설명한 바와 같이, 차량 내부에 배치되는 스테레오 카메라(195)를 통해, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 제1 카메라(195a)를 통해 제1 이미지를 수신하고, 제2 카메라(195b)를 통해, 제2 이미지를 수신한다.
제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b) 사이의 거리가 있으므로, 제1 이미지와 제2 이미지는, 디스패러티(disparity)가 발생하게 된다.
차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 제1 이미지와 제2 이미지 사이의 디스패러티를 연산하며, 연산된 디스패러티 정보를 이용하여, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나에 대해, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행할 수 있다.
그리고, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 확인된 오브젝트, 예를 들어, 전방 차량, 차선, 도로 노면 등에 대한 트래킹을 수행할 수 있다.
특히, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 본 발명과 관련하여, 도로 노면 검출, 확인 및 트래킹을 수행할 수 있다.
다음, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 도로 노면 데이터를 수신한다(S820).
도로 노면 데이터는, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터로서, 메모리(140)에 저장된 데이터일 수 있다.
또는, 도로 노면 데이터는, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터로서, 통신부(120)를 통해, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터 수신되는 데이터일 수 있다.
이러한 도로 노면 데이터는, 스테레오 카메라로(195)부터 수신된 스테레오 이미지에 기초한 데이터로서, 상술한, 도로 노면 검출, 확인, 및 트래킹에 의해, 분류된 도로 노면 데이터일 수 있다.
도로 노면 데이터를, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분하기 위해, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지 내의 휘도 데이터를 이용할 수 있다.
예를 들어, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지 내의 휘도 데이터의 차이에 기초하여, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다. 구체적으로는, 눈 상태의 휘도가 가장 높고, 드라이(dry) 상태, 아이스 상태, 젖음 상태 순서로, 휘도가 낮아질 수 있으며, 이를 구분하여, 각각 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다.
다른 예로, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 이미지 내의 광도(intensity)와 노출(exposure)에 기초하여, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다.
도 9b는, 이미지 내의 광도(intensity)와 노출(exposure)에 기초하여, 도로 노면을 4개 영역으로 구분하는 것을 예시한다.
도 9b의 각 선들(Cu1,Cu2,Cu3)은, 도로 노면을 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분하기 위해 사용되는 곡선들이며, 이는, 실험 데이터로서 산출될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 선(Cur1)에 의해, 제1 영역(area 1)인 젖음(wet) 상태가 구분되며, 제1 선(Cur1)과 제2 선(Cur2)에 의해, 제2 영역(area 2)인 아이스(ice) 상태가 구분되며, 제2 선(Cur2)과 제3 선(Cur3)에 의해, 제3 영역(area 3)인 드라이(dry) 상태가 구분되며, 제3 선(Cur3)에 의해, 제4 영역(area 4)인 눈(snow) 상태가 구분될 수 있다.
여기서, 광도(intensity)는, 상술한 이미지의 휘도에 대응할 수 있다. 즉, 이미지 내의 각 픽셀의 무채색 값에 대응할 수 있다. 광도 값은 예를 들어, 0 내지 255의 레벨로 구분될 수 있다.
한편, 노출(exposure)은, 주변 밝기 변화에 대응하며, 어두울수록 노출값이 커질 수 있다.
한편, 도 9b에서는, 각 선들(Cu1,Cu2,Cu3)이 직선인 것을 예시하나, 곡선인 것도 가능하다. 즉, 외부 환경에 따라, 각 선들의 형상이 가변될 수 있다. 특히, 외부 환경에 따라, 간 선들에 대한 데이터 베이스화가 가능하며, 특정 외부 환경시에, 해당 외부 환경에 대응하는 각 선들을 이용하여, 도로 노면에 대한 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태 구분이 수행될 수 있다.
또, 다른 예로, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지를 주파수 변환한, 주파수 스펙트럼의 차이에 기초하여, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다. 구체적으로는, 드라이(dry) 상태의 주파수 스펙트럼의 대역폭이 가장 넓고, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 순서로, 대역폭이 좁아지질 수 있으며, 또는 드라이 상태의 주파수 게인의 크기가 가장 크고, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 순서로, 주파수 게인이 작아질 수 있으며, 이러한 주파수 스펙트럼의 대역폭 또는 주파수 게인 중 적어도 하나에 기초하여, 각각 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다.
다음, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 수신된 스테레오 이미지와, 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다(S830).
차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지의 디스패러티(disparity) 연산을 수행하며, 스테레오 이미지의 디스패러티 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 내의 도로 노면을 검출하고, 검출된 도로 노면과 관련한 데이터와, 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
이를 위해, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터와, 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 노면 패턴 검출부(935)를 구비할 수 있다.
한편, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터 중 휘도 데이터와 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
한편, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터의 주파수 스펙트럼과 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
한편, 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터는, 위치 및 시간 정보를 가지는 이미지 데이터일 수 있다.
따라서, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 스테레오 카메라(195)에서 실시간으로 촬영되는 스테레오 이미지와, 메모리(140)에 저장된 위치 및 시간 정보를 가지는 이미지 데이터를 비교하고, 그에 따라, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수도 있다.
다음, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 구분된 도로 노면 상태 정보에 대응하는 차량 구동 신호를 생성한다(S840).
여기서, 차량 구동 신호는, 브레이크 장치를 구동하기 위한, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 브레이크를, 3 레벨의 크기로, 브레이크 장치를 구동하는 습관 또는 패턴이 있는 경우, 프로세서(170)는, 도로 노면 상태에 따라, 브레이크 구동부(753)에, 브레이크 동작 가중 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도로 노면이 드라이 상태인 경우, 별도의 가중 신호가 없으며, 도로 노면이 젖음 상태인 경우, 가중 신호의 레벨이 0.2 레벨일 수 있으며, 도로 노면이 눈 상태인 경우, 가중 신호의 레벨이 0.5 레벨일 수 있으며, 도로 노면이 아이스 상태인 경우, 가중 신호의 레벨이 0.8 레벨일 수 있다.
이에 따라, 도로 노면이, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태인 경우, 사용자가 브레이크를. 통상적으로, 3 레벨의 크기로, 브레이크 장치를 구동하더라도, 실제 브레이크 장치의 동작은, 3 레벨, 3.2 레벨, 3.5 레벨, 3.8 레벨로, 각각 동작할 수 있게 된다. 따라서, 차량 운전시의 안정성이 확보되면서, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있게 된다.
이와 유사하게, 프로세서(170)는, 도로 노면 상태에 따라, 조향 구동부(752)에, 조향 장치 동작 부가 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도로 노면이 드라이 상태인 경우, 별도의 부가 신호가 없으며, 도로 노면이 젖음 상태인 경우, 1 레벨을 기준으로 -Δ0.2 레벨의 부가 신호가 출력되며, 도로 노면이 눈 상태인 경우, -Δ0.3 레벨의 부가 신호가 출력되며, 도로 노면이 아이스 상태인 경우, -Δ0.4 레벨의 부가 신호가 출력될 수 있다.
이에 의해, 도로 노면이 미끄러울수록, 즉, 드라이 상태에서 아이스 상태로 갈수록, 조향장치의 동작 신호의 레벨의 작아지게 되며, 이에 의해, 조향장치의 동작에 따른, 미끄럼 방지가 가능할 수 있게 된다.
도 9a는 도 8의 동작방법과 관련하여 프로세서 내부의 간략 블록도를 예시한다.
도면을 참조하면, 프로세서(170)는, 차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 차선 검출부(910), 거리 검출부(920), 속도 검출부(930), 노면 패턴 검출부(935), 차량 구동 신호 생성부(940)를 구비할 수 있다.
차량 운전 보조 장치(100)의 프로세서(170)는, 맵 정보(Smp)를 수신하고, 스테레오 카메라(195)로부터 스테레오 이미지(Sim)를 수신하며, ECU(770) 또는 센서부(760)로부터 차량 주행 정보(Scar)를 수신할 수 있다.
이때, 맵 정보(Smp)는, 인터페이스부(130)를 통해, AVN 장치(400)로부터 수신하거나, 메모리(140)로부터 수신할 수 있다.
한편, 차량 주행 정보(Scar)는, 차량 진행 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 기울기 정보, 측면 진입 정보, 후진 정보 등을 포함할 수 있다. 한편, 차량 주행 정보(Scar)는, 센서 정보의 일부분일 수 있다.
차선 검출부(910)는, 스테레오 카메라(195)로부터의 스테레오 이미지에 기반하여, 차선 검출을 수행할 수 있다. 특히, 차선 검출부(910)는, 스테레오 이미지의 디스패러티에 기초하여, 차선을 검출할 수 있다.
유사하게, 거리 검출부(920)와, 속도 검출부(930)는, 스테레오 카메라(195)로부터의 스트레오 이미지에 기반하여, 전방 차량의 거리, 속도, 우측 후방 차량의 거리, 속도, 좌측 후방 차량의 거리, 속도 등을 검출할 수 있다.
노면 패턴 검출부(935)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면을 검출하고, 검출된 도로 노면과 관련한 데이터와, 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
한편, 노면 패턴 검출부(935)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터 중 휘도 데이터와, 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
한편, 노면 패턴 검출부(935)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터의 주파수 스펙트럼과 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
한편, 노면 패턴 검출부(935)는, 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터의 휘도 데이터 및 주파수 스펙트럼과, 메모리(140)에 저장된 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
차량 구동 신호 생성부(940)는, 검출된 노면 패턴에 대응하는 차량 구동 신호(Spco)를 생성할 수 있다.
즉, 차량 구동 신호 생성부(940)는, 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(170)는, 도로 노면 상태에 따라, 브레이크 구동부(753)에, 브레이크 동작 가중 신호를 출력할 수 있다.
다른 예로, 프로세서(170)는, 도로 노면 상태에 따라, 조향 구동부(752)에, 조향 장치 동작 부가 신호를 출력할 수 있다.
출력되는 차량 구동 신호(Spco)는, 조향 구동부(752) 또는 브레이크 구동부(753)로 바로 입력되거나, 또는, ECU(770)를 거쳐, 조향 구동부(752) 또는 브레이크 구동부(753)로 입력될 수 있다. 이에 따라, 검출된 도로 노면에 대응하는, 차량 주행이 수행될 수 있게 된다.
도 10은 프로세서(170)에서 도로 노면 상태 검출 동작이 수행되는 것을 설명하기 위해 참조되는 도면이고, 도 11 내지 도 12d는 도로 노면 검출에 따른 다양한 정보 표시를 예시하는 도면이다.
먼저, 도 10의 (a)는, 드라이 상태의 도로 노면(1210a)과 전방 차량(1220a)을 포함하는 이미지(1110)가, 프로세서(170)에 입력되고, 메모리(140) 내의 도로 노면 데이터에 기초하여, 드라이 상태 정보(Pra)가 생성되고, 이에 대응하여, 드라이 상태 정보(Pra)를 나타내는 신호(Ttca)가 출력되는 것을 예시한다.
디스플레이(180)가, HUD로 구현되는 경우, 차량의 전면 유리 상의 출력 영역(800)에, 이러한 신호(Ttca)에 기초하여, 도 11의 (a)와 같이, "도로 노면 건조 상태" 메시지(1210)와, "정상 주행하세요"와 같은, 도로 노면 상태에 대응하는 운전 가이드 메시지(1215)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 디스플레이(180)가, 클러스터(300)인 경우, 도 12a와 같이, 도로 노면 건조 상태" 메시지(1210)가, 클러스터(300)에 출력될 수 있다. 그외, 도 11a의 (a)와 같은 운전 가이드 메시지(1215)가 출력될 수도 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
다음, 도 10의 (b)는, 젖음 상태의 도로 노면(1210b)과 전방 차량(1220b)을 포함하는 이미지(1112)가, 프로세서(170)에 입력되고, 메모리(140) 내의 도로 노면 데이터에 기초하여, 젖음 상태 정보(Prb)가 생성되고, 이에 대응하여, 젖음 상태 정보(Prb)를 나타내는 신호(Ttcb)가 출력되는 것을 예시한다.
디스플레이(180)가, HUD로 구현되는 경우, 차량의 전면 유리 상의 출력 영역(800)에, 이러한 신호(Ttcb)에 기초하여, 도 11의 (b)와 같이, "도로 노면 젖음 상태" 메시지(1220)와, "빗길 주의하세요"와 같은, 도로 노면 상태에 대응하는 운전 가이드 메시지(1225)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 디스플레이(180)가, 클러스터(300)인 경우, 도 12b와 같이, 도로 노면 젖음 상태" 메시지(1220)가, 클러스터(300)에 출력될 수 있다. 그외, 도 11a의 (b)와 같은 운전 가이드 메시지(1225)가 출력될 수도 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
다음, 도 10의 (c)는, 눈 상태의 도로 노면(1210c)과 전방 차량(1220c)을 포함하는 이미지(1114)가, 프로세서(170)에 입력되고, 메모리(140) 내의 도로 노면 데이터에 기초하여, 눈 상태 정보(Prc)가 생성되고, 이에 대응하여, 눈 상태 정보(Prc)를 나타내는 신호(Ttcc)가 출력되는 것을 예시한다.
디스플레이(180)가, HUD로 구현되는 경우, 차량의 전면 유리 상의 출력 영역(800)에, 이러한 신호(Ttcc)에 기초하여, 도 11의 (c)와 같이, "도로 노면 눈 상태" 메시지(1230)와, "눈길 주의하세요"와 같은, 도로 노면 상태에 대응하는 운전 가이드 메시지(1235)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 디스플레이(180)가, 클러스터(300)인 경우, 도 12c와 같이, 도로 노면 눈 상태" 메시지(1230)가, 클러스터(300)에 출력될 수 있다. 그외, 도 11a의 (c)와 같은 운전 가이드 메시지(1235)가 출력될 수도 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
다음, 도 10의 (d)는, 아이스 상태의 도로 노면(1210d)과 전방 차량(1220d)을 포함하는 이미지(1115)가, 프로세서(170)에 입력되고, 메모리(140) 내의 도로 노면 데이터에 기초하여, 아이스 상태 정보(Prd)가 생성되고, 이에 대응하여, 아이스 상태 정보(Prd)를 나타내는 신호(Ttcd)가 출력되는 것을 예시한다.
디스플레이(180)가, HUD로 구현되는 경우, 차량의 전면 유리 상의 출력 영역(800)에, 이러한 신호(Ttcd)에 기초하여, 도 11의 (d)와 같이, "도로 노면 아이스 상태" 메시지(1240)와, "빙판길 주행하세요"와 같은, 도로 노면 상태에 대응하는 운전 가이드 메시지(1245)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 디스플레이(180)가, 클러스터(300)인 경우, 도 12d와 같이, 도로 노면 아이스 상태" 메시지(1240)가, 클러스터(300)에 출력될 수 있다. 그외, 도 11a의 (d)와 같은 운전 가이드 메시지(1245)가 출력될 수도 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 12d의 다양한 메시지는, 디스플레이(180) 출력 외에, 오디오 출력부(185)를 통해 출력되는 것도 가능하며, 디스플레이(180)와 오디오 출려부(195) 모두에서 출력되는 것도 가능하다.
이와 같이, 실제 촬영된 이미지에 기반하여, 도로 노면 상태를 실시간으로 파악하고, 관련 정보를 제공함으로써, 사용자의 이용 편의성이 증대되게 된다. 특히, 외부로부터, 도로 노면 상태 정보를 제공받는 것이 비해, 정확성 및 신속성에 현저한 차이가 발생하게 된다.
도 13은 프로세서(170)에서 도로 노면 상태 검출 및 그에 따른 브레이크 동적 신호를 출력하는 것을 예시하고, 도 14는, 브레이크 동작 신호에 따른 브레이크 동작을 예시하는 도면이다.
도 13은 도 10과 유사하므로, 그 차이점을 설명하면, 프로세서(170)는, 각각, 검출되는, 도로 노면 상태 정보(Pra,Prb,Prc,Prd)에 기초하여, 각각 대응하는 브레이크 동작 신호(SBca,SBcb,Sbcc,Sbcd)를 생성할 수 있다.
이때의 브레이크 동작 신호(SBca,SBcb,Sbcc,Sncd)는 상술한, 브레이크 동작 가중 신호를 포함하는 의미일 수 있다.
즉, 도로 노면이 드라이 상태인 경우에 해당하는 제1 브레이크 동작 신호(Sbca)의 레벨이 3 레벨인 경우, 도로 노면이 젖음 상태인 경우에 해당하는 제2 브레이크 동작 신호(SBcb)의 레벨은, 3.2 레벨, 도로 노면이 눈 상태인 경우에 해당하는 제3 브레이크 동작 신호(Sbcc)의 레벨은, 3.5 레벨, 도로 노면이 아이스 상태인 경우에 해당하는 제4 브레이크 동작 신호(Sncd)의 레벨은, 3.8 레벨일 수 있다.
도 14는, 각 브레이크 동작 신호(SBca,SBcb,Sbcc,Sncd)에 따른, 차량(200)의 제동 거리를 예시한다. 모두, 도로 노면이 드라이 상태인 경우, 실제 제동 거리는, 제1 브레이크 동작 신호(Sbca)인 경우가 Dbca로서 가장 길고, 제4 브레이크 동작 신호(Sncd)인 경우가, Dbcd로 가장 짧게 된다.
이와 같이, 도로 노면 상태에 대응하는 브레이크 동작 신호에 따라, 차량 주행시의 안정성이 향상되게 된다.
한편, 도 15는 다양한 브레이크 동작 신호에 대응하는 정보 표시를 예시하는 도면이다.
디스플레이(180)가, HUD로 구현되는 경우, 차량의 전면 유리 상의 출력 영역(800)에, 제1 브레이크 동작 신호(Sbca)에 기초하여, 도 15의 (a)와 같이, "도로 노면 건조 상태" 메시지(1210)와, "브레이크 정상 동작"와 같은, 브레이크 동작 상태 정보(1515)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
다음, 제2 브레이크 동작 신호(Sbcb)에 기초하여, 도 15의 (b)와 같이, "도로 노면 젖음 상태" 메시지(1220)와, "브레이크 A% 가산 동작"와 같은, 브레이크 동작 상태 정보(1525)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
다음, 제3 브레이크 동작 신호(Sbcc)에 기초하여, 도 15의 (c)와 같이, "도로 노면 눈 상태" 메시지(1230)와, "브레이크 B% 가산 동작"와 같은, 브레이크 동작 상태 정보(1535)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
다음, 제4 브레이크 동작 신호(Sbcd)에 기초하여, 도 15의 (d)와 같이, "도로 노면 아이스 상태" 메시지(1240)와, "브레이크 C% 가산 동작"와 같은, 브레이크 동작 상태 정보(1545)가 출력될 수 있다. 이에 의해, 사용자의 이용 편의성이 증대될 수 있다.
도 16은 차량과 서버 또는 이동 단말기 사이의 데이터 전송의 일예를 나타낸다.
도면을 참조하면, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 통신부(120)를 통해, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로, 이미지 데이터(Ssim)를 전송할 수 있으며, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 도로의 노면을 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터(Spat)를 수신할 수 있다.
이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 수신되는 이미지 데이터(Ssim)는, 위치 및 시간 정보를 가지는 이미지 데이터일 수 있다.
한편, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 복수의 차량으로부터, 위치 및 시간 정보를 가지는 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 그리고, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 계속하여 수신되는 이미지 데이터에 대한 학습 기능 또는 트레이닝(training)을 통해, 도로의 노면을 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분할 수 있다.
특히, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 위치 및 시간 정보에 기초하여, 이미지 데이터들을 분류하고, 위치 및 시간 정보에 대응하는 복수의 이미지들에 대한, 학습 기능 또는 트레이닝(training)을 통해, 도로의 노면을 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
그리고, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 이와 같이 구분된 노면 데이터(Spat)를 차량(200)으로 전송할 수 있으며, 결국, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 위치 및 시간 정보를 고려하여, 구분된, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터(Spat)를 수신할 수 있다.
메모리(140)는, 기존의 도로 노면 데이터를, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터 수신한, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터(Spat)로 업데이트 하여 저장할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는, 스테레오 이미지와 업데이트된 도로 노면 데이터(Spat)에 기초하여, 주행 중의 도로 노면 상태를, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는, 구분된 도로 노면 데이터(Spat)를 이용하여, 차량 구동 신호, 또는 도로 노면 데이터 표시를 위한 각종 정보 등을 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(170)는, 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력할 수 있다.
도 17은 차량과 서버 또는 이동 단말기 사이의 데이터 전송의 다른 예를 나타낸다.
도면을 참조하면, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 통신부(120)를 통해, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 시간 정보, 계절 정보, 날씨 정보 중 적어도 하나를 포함하는 정보(Stim)를 수신할 수 있다.
그리고, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 수신되는 정보(Stim)를 이용하여, 도로 노면 패턴 구분시, 활용할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(170)는, 시간 정보, 계절 정보, 날씨 정보 중 적어도 하나와, 스테레오 카메라(195)로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 도로 노면 데이터에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
예를 들어, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 비가 오는 날씨 정보 수신시, 도로 노면 건조 상태를 스킵하고, 바로, 도로 노면 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나인지를 판단하는 것이 가능하다.
다른 예로, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 섭씨 온도가 영하인, 날씨 정보 수신시, 도로 노면 젖음 상태를 스킵하고, 바로, 도로 노면 건조 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나인지를 판단하는 것이 가능하다.
또 다른 예로, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 메모리(140)에 저장된 다양한 이미지 데이터들 중, 수신되는 시간 정보, 계절 정보, 날씨 정보 등에 부합하는 이미지 데이터들을 검색하고, 검색된 이미지 데이터들에 기초하여, 도로 노면의 상태를 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수도 있다.
도 18은 차량과 서버 또는 이동 단말기 사이의 데이터 전송의 또 다른 예를 나타낸다.
도면을 참조하면, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 통신부(120)를 통해, 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로를 포함하는 경로 정보(Spath)를 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로 전송하고, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로를 포함하는 경로 정보(Spath)에 대응하는, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터(Spat-p)를 수신할 수 있다.
이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 수신되는 이미지 데이터(Ssim)는, 복수의 차량으로부터, 경로 정보(Spath)와 그에 대응하는 이미지 데이터를 수신할 수 있다.
그리고, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 복수의 차량으로부터 수신되는 경로 정보(Spath)와 그에 대응하는 이미지 데이터에 기초하여, 차량(200)의 경로 정보에 대응하는, 도로 노면 상태를, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
특히, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 경로 정보에 기초하여, 이미지 데이터들을 분류하고, 경로 정보에 대응하는 복수의 이미지들에 대한, 학습 기능 또는 트레이닝(training)을 통해, 도로의 노면을 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분할 수 있다.
그리고, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)는, 이와 같이 구분된 노면 데이터(Spat)를 차량(200)으로 전송할 수 있으며, 결국, 차량(200) 내의 프로세서(170)는, 경로 정보를 고려하여, 구분된, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터(Spat-p)를 수신할 수 있다.
메모리(140)는, 기존의 도로 노면 데이터를, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터 수신한, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터(Spat-p)로 업데이트 하여 저장할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는, 스테레오 이미지와 업데이트된 도로 노면 데이터(Spat-p)에 기초하여, 주행 중의 도로 노면 상태를, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는, 구분된 도로 노면 데이터(Spath-p)를 이용하여, 차량 구동 신호, 또는 도로 노면 데이터 표시를 위한 각종 정보 등을 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(170)는, 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로, 및 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 차량 운전 보조 장치 또는 차량의 동작방법은 차량 운전 보조 장치 또는 차량에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 스테레오 카메라;
    이동 단말기 또는 서버와 데이터를 교환하는 통신부;
    도로의 노면을, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 프로세서;를 포함하며,
    상기 통신부는,
    상기 이동 단말기 또는 상기 서버로, 상기 스테레오 이미지, 및 상기 스테레오 이미지에 대응하는 위치 및 시간 정보를 전송하고,
    상기 이동 단말기 또는 서버로부터, 날씨 정보를 수신하고,
    상기 통신부는,
    차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로를 상기 이동 단말기 또는 서버로 전송하고, 상기 이동 단말기 또는 서버로부터, 상기 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로에 대응하는, 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 상기 도로 노면 데이터를 수신하며,
    상기 메모리는,
    상기 저장된 도로 노면 데이터를, 상기 통신부를 통해, 상기 이동 단말기 또는 상기 서버로부터 수신한, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터로 업데이트 하여 저장하고,
    상기 프로세서는,
    상기 날씨 정보와, 상기 스테레오 이미지와 상기 업데이트된 도로 노면 데이터에 기초하여, 주행 중의 도로 노면 상태를, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하며,
    브레이크 장치 구동시, 상기 구분된 도로 도면 상태에 따라, 브레이크 동작 가중 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지의 디스패러티(disparity) 연산을 수행하며, 상기 스테레오 이미지의 디스패러티 정보에 기초하여, 상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면을 검출하고, 상기 검출된 도로 노면과 관련한 데이터와, 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터와, 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 노면 패턴 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터 중 휘도 데이터와 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터의 주파수 스펙트럼과 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터는, 위치 및 시간 정보를 가지는 이미지 데이터인 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    디스플레이; 및
    오디오 출력부;를 더 구비하고,
    상기 프로세서는,
    상기 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 가이드 정보, 조향 구동 가이드 정보와, 상기 구분된 도로 도면 상태 정보 중 적어도 하나를, 상기 디스플레이 또는 오디오 출력부 중 적어도 하나를 통해 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지내의 광도(intensity)와 노출(exposure)에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로, 및 상기 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 보조 장치.
  13. 조향 장치를 구동하는 조향 구동부;
    브레이크 장치를 구동하는 브레이크 구동부;
    상기 조향 구동부, 및 브레이크 구동부를 제어하는 제어부; 및
    스테레오 카메라;
    이동 단말기 또는 서버와 데이터를 교환하는 통신부;
    도로의 노면을, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분된 도로 노면 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지, 및 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 프로세서;를 포함하며,
    상기 통신부는,
    상기 이동 단말기 또는 상기 서버로, 상기 스테레오 이미지, 및 상기 스테레오 이미지에 대응하는 위치 및 시간 정보를 전송하고,
    상기 이동 단말기 또는 서버로부터, 날씨 정보를 수신하고,
    상기 통신부는,
    차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로를 상기 이동 단말기 또는 서버로 전송하고, 상기 이동 단말기 또는 서버로부터, 상기 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로에 대응하는, 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 상기 도로 노면 데이터를 수신하며,
    상기 메모리는,
    상기 저장된 도로 노면 데이터를, 상기 통신부를 통해, 상기 이동 단말기 또는 상기 서버로부터 수신한, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태로 구분된 도로 노면 데이터로 업데이트 하여 저장하고,
    상기 프로세서는,
    상기 날씨 정보와, 상기 스테레오 이미지와 상기 업데이트된 도로 노면 데이터에 기초하여, 주행 중의 도로 노면 상태를, 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하며,
    브레이크 장치 구동시, 상기 구분된 도로 도면 상태에 따라, 브레이크 동작 가중 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지의 디스패러티(disparity) 연산을 수행하며, 상기 스테레오 이미지의 디스패러티 정보에 기초하여, 상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면을 검출하고, 상기 검출된 도로 노면과 관련한 데이터와, 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터 중 휘도 데이터와 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 이미지 내의 도로 노면과 관련한 데이터의 주파수 스펙트럼과 상기 메모리에 저장된 상기 도로 노면 데이터에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 카메라로부터 수신되는 스테레오 이미지내의 광도(intensity)와 노출(exposure)에 기초하여, 상기 도로 노면의 상태를 상기 드라이 상태, 젖음 상태, 눈 상태, 아이스 상태 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 차량.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량의 주행 경로 또는 주행 예정 경로, 및 상기 구분된 도로 도면 상태 정보에 대응하는, 브레이크 구동 신호 또는 조향 구동 신호 중 적어도 하나를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량.
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