KR101641490B1 - 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 전방의 스테레오 영상을 획득하는 스테레오 카메라 모듈 및상기 스테레오 영상을 기초로 뎁스 맵(depth map)을 생성하고, 상기 뎁스 맵을 기초로, 상기 차량이 주행중인 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단하는 프로세서를 포함하는 차량 운전 보조 장치 에 관한 것이다.

Description

차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량{Driver assistance apparatus and Vehicle including the same}
본 발명은 운전 보조 장치 및 이를 구비하는 차량에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 스테레오 영상을 기초로 주행 중인 전방 도로의 높낮이를 판단하는 운전 보조 장치 및 이를 구비하는 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.
최근 자율 주행차에 대한 관심이 증가되면서, 자율 주행차에 탑재되는 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 자율 주행차에 탑재되는 센서로 카메라, 적외선센서, 레이더, GPS, 라이더(Lidar), 자이로스코프 등이 있는데, 그 중 카메라는 사람의 눈을 대신하는 역할을 하는 센서로 중요한 위치를 차지하고 있다.
한편, 차량 주행 중, 차량이 주행 중인 도로 전방에 대한 정보는 내비게이션을 통해 획득될 수 있지만, 오르막 또는 내리막에 대한 정확한 정보는 획득될 수 없다. 따라서, 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대한 정보를 획득하고, 그에 따라 차량에 구비된 유닛을 제어하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 스테레오 영상을 기초로 주행 중인 전방 도로의 오르막 또는 내리막을 판단하는 운전 보조 장치 및 이를 구비하는 차량을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치 는 차량 전방의 스테레오 영상을 획득하는 스테레오 카메라 모듈 및 상기 스테레오 영상을 기초로 뎁스 맵(depth map)을 생성하고, 상기 뎁스 맵을 기초로, 상기 차량이 주행중인 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단하는 프로세서를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 의한 효과는 다음과 같다.
첫째, 진입 이전에, 차량이 주행 중인 전방도로의 오르막 또는 내리막을 파악하는 효과가 있다.
둘째, 오르막 또는 내리막에 대응하여 스테레오 카메라를 상하로 움직여 적응적으로 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 오르막 또는 내리막에 대응하여 사전에 슬립제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 4c는 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 8 내지 도 9b는 본 발명의 실시예에 다른 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 10a 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 오르막 또는 내리막을 판단하는 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12a 내지 도 15b는 본 발명의 실시예에 따라 오르막 또는 내리막에 대응하는 스테레오 카메라의 움직임을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라, 도로 전방에 커브가 형성되면서 오르막 또는 내리막이 존재하는 경우의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
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.
한편, 본 명세서에서, X축은 차량(200)을 기준으로 볼때, 전폭을 측정하는 기준이 되는 방향, Y축은 차량(200)을 기준으로 볼때, 전고를 측정하는 기준이 되는 방향, Z축은 차량(200)을 기준으로 볼때, 전장을 측정하는 기준이 되는 방향일 수 있다.
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 영상은, 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 영상을 획득하고, 스테레오 영상에 기초하여, 디스패러티(disparity) 검출을 수행하고, 디스패러티 정보에 기초하여, 적어도 하나의 스테레오 영상에 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 영상을, 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), 제1 메모리(140), 프로세서(170), 전원 공급부(190), 및 스테레오 카메라(195), 스테레오 카메라 구동부(196)를 포함할 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 영상을 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 제어부(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. 예를 들어, AVN 장치(400)는 네비게이션을 포함하고, 인터페이스부(130)는 상기 네비게이션으로부터 지도(map) 및 지도 상에서의 차량의 위치에 대한 정보를 수신하여, 프로세서(170)에 전달할 수 있다.
한편, 인터페이스부(130)는, 제어부(770) 또는 센서부(760)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 센서 정보는, 차량의 슬립 정도, 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, 휠 속도 센서, 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.
제1 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 영상을 획득하고, 스테레오 영상에 기초하여, 차량 전방에 대한 디스패러티 연산을 수행하고, 연산된 디스패러티 정보에 기초하여, 스테레오 영상 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.
프로세서(170)는 스테레오 영상을 기초로 뎁스 맵(depth map)을 생성하고, 생성된 뎁스 맵을 기초로, 차량이 주행중인 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에서 도로면(road surface)을 검출하고, 검출된 도로면에 기초하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에서 차선(lane)을 검출하고, 검출된 차선의 형상에 기초하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에 표시되는 소실점을 기초로 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에 표시되는 도로 주변의 복수의 고정된 오브젝트를 기초로 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에서 차선(lane) 또는 선(line)을 검출하고, 검출된 차선(lane) 또는 선(line)을 통해 도로의 커브(curve)에 대한 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(170)는 차량이 현재 주행하는 차로의 양 선(line)을 기준으로 차선(lane)을 검출하고, 커브에 대한 정보를 생성할 수 있다. 또는, 프로세서(170)는 중앙선을 기준으로 차선을 검출하고, 커브에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 허프 변환(Hough Transformation)을 통해 차선을 검출하고, 도로의 커브(curve)에 대한 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 커브에 대한 정보는 곡률을 포함할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 판단되는 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대한 정보를 누적하여 제1 메모리(140)에 저장할 수 있다. 프로세서(170)는 누적 저장된 오르막 또는 내리막 정보에 칼만 필터를 적용할 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는 칼만 필터가 적용된 오르막 또는 내리막 정보를 기초로, 차량 슬립 정도를 예측할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 오르막 또는 내리막 정보와 슬립 정보가 매칭되어 누적 저장된 데이터를 인터페이스부(130)를 통해, 수신할 수 있다. 프로세서(170)는 수신된 매칭 정보를 기초로, 칼만 필터가 적용된 오르막 또는 내리막에 대응하는 차량 슬립 정도를 예측할 수 있다. 프로세서(170)는 예측된 슬립 정도를 이용하여, 상기 브레이크가 완전히 작동하는 경우의 90%이하로 작동되도록, 상기 동력원 구동부 또는 상기 브레이크 구동부를 제어하기 위한 제어 신호를 제어부(770)에 출력할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대한 정보를 디스플레이(180)를 통해 출력할 수 있다. 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대응하는 스테레오 카메라(195)의 움직임을 그래픽 처리하여, 디스플레이(180)를 통해 출력할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 따른 차량 상태를 누적하여 제1 메모리(140)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막의 기울기 또는 내리막의 기울기에 대응하는 스테레오 카메라(195)의 움직임의 정도를 누적하여 제1 메모리(140)에 저장할 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는 과거 누적되어 저장된 스테레오 카메라(195)의 움직임 정보를 기초로 칼만 필터를 적용할 수 있다. 칼만 필터 적용하는 경우, 정확한 스테레오 카메라(195) 움직임 제어가 가능할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 스테레오 영상을 기초로 주행중인 도로의 노면 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 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. 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막 및 노면 정보를 기초로 브레이크 구동부를 제어하기 위한 제어 신호를 제어부(770)에 출력할 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 영상을 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, 제어부(770) 또는 센서부(760)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 센서 정보는, 차량 슬립 정보, 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. 또한, 프로세서(170)는 인터페이스부(130)를 통해, 제어부(770)로부터 차량에 구비된 각 유닛의 제어 정보를 수신할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 차량(200)이 주행 중인 도로 중에서 스테레오 영상에 표시되는 영역을 제외한, 도로 정보를 내비게이션으로부터 제공받아 도로 상태를 예측할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 스테레오 영상에 표시되지 않는 차량 전방 또는 후방 도로 상태를 예측할 수 있다. 여기서, 도로 상태는 도로의 커브, 터널 및 차선수를 포함할 수 있다.
한편, 프로세서(170)는 DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit) 또는 마이크로 컨트롤러(microcontroller)로 형성되어, 소정의 회로 보드 일면에 실장될 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 위드 쉴드(wind shield)에 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.
스테레오 카메라 구동부(196)는 프로세서(170)의 제어를 받아, 스테레오 카메라(195)를 움직일 수 있다. 예를 들면, 스테레오 카메라 구동부(196)는 모터 등의 구동 수단을 포함하고, 프로세서(170)의 제어에 따라, 스테레오 카메라(195)를 상하좌우로 움직일 수 있다. 이경우, 스테레오 카메라 구동부(196)는 구동 수단에서 발생되는 구동력을 스테레오 카메라(195)에 전달하는 구동력 전달부를 포함할 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 포함할 수 있다.
영상 전처리부(image preprocessor)(410)는, 스테레오 카메라(195)로부터의 스테레오 영상을 수신하여, 전처리(preprocessing)를 수행한다.
구체적으로, 영상 전처리부(410)는, 스테레오 영상에 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 영상 보다 선명한 스테레오 영상을 획득할 수 있다.
디스패러티 연산부(disparity calculator)(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 영상을 수신하고, 수신된 스테레오 영상들에 대한 스테레오 매칭(stereo matching)을 수행하며, 스테레오 매칭에 따른, 디스패러티 맵(dispartiy map)을 획득한다. 즉, 차량 전방에 대한, 스테레오 영상에 대한 디스패러티 정보를 획득할 수 있다.
이때, 스테레오 매칭은, 스테레오 영상들의 픽셀 단위로 또는 소정 블록 단위로 수행될 수 있다. 한편, 디스패러티 맵은, 스테레오 영상, 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 영상 중 적어도 하나에 대해, 세그먼트(segment) 및 클러스터링(clustering)을 수행할 수 있다.
구체적으로, 세그멘테이션부(432)는, 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 영상 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 영상에 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 영상 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 검출부(434)는, 스테레오 영상 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, 제1 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 영상들에 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 영상을 수신하고, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 도 4a와 달리, 디스패러티 정보에 기초하여, 세그먼트된 이미지에 대해, 오브젝트를 검출하는 것이 아닌, 스테레오 영상으로부터 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 4c는 프로세서의 내부 블록도의 다른 예이다.
도면을 참조하면, 도 4c의 프로세서(170)는, 도 4a의 프로세서(170)에 비해 내부 구성 유닛을 더 포함하는 것에 그 차이가 있다. 이하에서는 그 차이를 중심으로 기술한다.
차량 운전 보조 장치(100) 내의 프로세서(170)는, 뎁스 맵(depth map) 생성부(460), 로드 프로파일(road profile)부(464), 차선 검출(lane detection)부(468)를 더 포함할 수 있다.
뎁스 맵 생성부(460)는 전처리된 영상을 기초로 뎁스 맵을 생성할 수 있다. 이를 위해, 방법으로 DP(Dynamic Programming), BP(Belief Propagation), Graph-Cut 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.
로드 프로파일부(464)는 뎁스 맵을 기초로 도로면(road surface)에 대한 프로파일(profile)을 수행할 수 있다. 로드 프로파일부(464)는 뎁스 맵을 기초로 YZ 평면상에서의 도로의 상태를 분석할 수 있다. 로드 프로파일부(464)는 뎁스 맵을 기초로 도로면의 변화를 분석할 수 있다.
차선 검출부(468)는 세그멘테이션부(432)로부터의 이미지 세그먼트에 기초하거나 뎁스 맵에 기초하여 도로상의 차선(lane)을 검출할 수 있다. 차선(lane) 검출은 공지된 알고리즘을 이용하여 이루어질 수 있다.
어플리케이션부(450)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 즉, 어플리케이션부(450)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
예를 들면, 어플리케이션부(450)는 로드 프로파일부(464)에서 분석된 도로면의 상태 또는 변화에 기초하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 뎁스 맵에서는 도로의 X,Y,Z축 기준 데이터를 산출할 수 있고, 특히, YZ 평면상에서의 도로면 데이터를 산출할 수 있다. 이때, YZ 평면상에서의 도로면의 높낮이가 검출될 수 있다. 가령, 도로면이 Y축의 양의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지면서 소정 길이 이상 연장되는 경우, 어플리케이션부(450)는 도로 전방을 오르막이라고 판단할 수 있다. 가령, 도로면이 Y축의 음의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지면서 소정 길이 이상 연장되는 경우, 어플리케이션부(450)는 도로 전방을 내리막이라고 판단할 수 있다. 또한, 어플리케이션부(450)는 도로면의 Z축상으로의 길이 및 Y축상으로의 길이를 기초로, 기울기를 판단할 수 있다.
예를 들면, 어플리케이션부(450)는 검출된 차선의 변화에 기초하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 세그멘테이션부(432)로부터의 이미지 세그먼트에 기초하여 차선이 검출되는 경우, 어플리케이션부(450)는 차선의 변화(예를 들면, 차선이 Y축 양의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 연장되는지, 또는 음의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 연장되는지 여부)를 분석하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 뎁스 맵에 기초하여 차선이 검출되는 경우, 어플리케이션부(450)는 상술한 도로면과 동일한 과정을 통해 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
예를 들면, 어플리케이션부(450)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에 표시되는 도로 주변의 복수의 고정된 오브젝트를 기초로 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 여기서, 도로 주변의 복수의 고정된 오브젝트는 가로등, 가로수 또는 전봇대일 수 있다. 어플리케이션부(450)는 도로를 따라 연속적으로 배치되는 오브젝트의 위치, 상대적인 움직임 또는 크기를 트래킹하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다.
예를 들면, 어플리케이션부(450)는 스테레오 영상 또는 뎁스 맵에 표시되는 소실점을 기초로 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 가령, 영상에서 소실점이 기준선보다 위에 위치하는 경우, 오르막으로 판단할 수 있다. 또는 영상에서 소실점이 기준선보다 아래에 위치하는 경우, 내리막으로 판단할 수 있다.
도 5a와 도 5b는, 제1 및 제2 프레임 구간에서 각각 획득된 스테레오 영상을 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 영상을 획득한다.
프로세서(170) 내의 디스패러티 연산부(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 영상(FR1a,FR1b)를 수신하고, 수신된 스테레오 영상(FR1a,FR1b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(520)을 획득한다.
디스패러티 맵(dispartiy map)(520)은, 스테레오 영상(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 영상(FR1a,FR1b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(520)을 사용하여, 제2 스테레오 영상(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 확인이 수행될 수 있다.
다음, 도 5b를 참조하면, 제2 프레임 구간 동안, 스테레오 카메라(195)는, 스테레오 영상을 획득한다.
프로세서(170) 내의 디스패러티 연산부(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 영상(FR2a,FR2b)를 수신하고, 수신된 스테레오 영상(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 영상(FR2a,FR2b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(540)을 사용하여, 제2 스테레오 영상(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 확인이 수행될 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 영상을 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 영상을 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, 제어부(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), 제2 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), 제어부(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.
제2 메모리(740)는, 제어부(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. 동력원 구동부(754)가 엔진인 경우, 제어부(770)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 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.
제어부(770)는, 전자 제어 장치(700) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 여기서 제어부(770)는 ECU일 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, 제어부(770)는, 통신부(720)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.
제어부(770)는 차량 운전 보조 장치(100)로부터 도로 전방 오르막 또는 내리막에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어부(770)는 도로 전방 오르막 또는 내리막에 대한 정보와 슬립 판단부(771)에서 생성한 슬립 정보를 매칭하여 제2 메모리(740)에 저장할 수 있다. 이때, 제어부(770)는 매칭된 정보를 누적하여 저장할 수 있다.
한편, 제어부(770)는 제1 메모리(140)에 누적하여 저장된 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어부(770)는 누적 저장된 오르막 또는 내리막 정보에 칼만 필터를 적용할 수 있다. 이경우, 제어부(770)는 칼만 필터가 적용된 오르막 또는 내리막 정보를 기초로, 차량 슬립 정도를 예측할 수 있다. 예를 들면, 제어부(770)는 오르막 또는 내리막에 대한 정보와 매칭되어 저장된 슬립정보를 기초로, 칼만 필터가 적용된 오르막 또는 내리막에 대응하는 차량 슬립 정도를 예측할 수 있다. 제어부(770)는 예측된 슬립 정도를 이용하여, 상기 브레이크가 완전히 작동하는 경우의 90%이하로 작동되도록, 상기 동력원 구동부 또는 상기 브레이크 구동부를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(770)는 제2 메모리에 저장된 누적된 슬립 정보에 칼만 필터를 적용하여, 차량(200)의 슬립 정도를 예측할 수 있다. 제어부(770)는 예측된 슬립 정도 및 도로 전방의 오르막 또는 내리막 정보를 이용하여, 브레이크가 완전히 작동하는 경우의 90%이하로 작동되도록 동력원 구동부(754) 또는 브레이크 구동부(753)를 제어할 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, 제어부(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, 제어부(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.
한편, 차량(200)의 전자 제어 장치(700)는 슬립 판단부(771)를 더 포함할 수 있다. 슬립 판단부(771)는 제어부(770)에 하위 구성으로 포함될 수 있다. 예를 들면, 센서부(760)는 휠 속도 센서를 포함할 수 있다. 휠 속도 센서는 차량 가속 또는 감속에 대응하는 휠 회전 속도를 감지할 수 있다. 휠 속도 센서에서 감지된 휠 회전 속도는 제어부(770)에 입력될 수 있다. 제어부(770)는 동력원에 의해 연산되는 휠 회전 속도와 휠 속도 센서에의해 감지되는 휠 회전 속도를 비교하여 슬립 여부를 판단할 수 있다.
다른 예를 들면, 슬립 판단부(771)는 오도메트리(odometry)를 이용하여 슬립 여부를 판단할 수 있다. 슬립 판단부(771)는 동력원 구동부(754)에서 발생되는 동력에 의해 차량(200)이 이동되어야 하는 거리와 실제 이동 거리를 비교하여 슬립 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 슬립 판단부(771)는 차량(200)이 이동되어야 하는 거리보다 실제 이동한 거리가 짧은 경우, 슬립으로 판단할 수 있다. 또한, 슬립 판단부(771)는 거리차에 비례하여 슬립 정도를 판단할 수 있다. 이때, 실제 이동 거리는 차량(200)의 속도 정보와 이동 시간을 기초로 연산될 수 있다.
한편, 슬립 판단부(771)는 슬립 정도를 누적하여 제2 메모리(740)에 저장할 수 있다.
도 8 내지 도 9b는 본 발명의 실시예에 다른 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 8을 참조하면, 프로세서(170)는 스테레오 카메라(190)로부터 스테레오 영상을 수신한다(S810).
스테레오 영상을 수신한 상태에서, 프로세서(170)는 스테레오 영상을 기초로 차량 전방 도로의 오르막 ,내리막 또는 기울기를 판단한다(S830).
예를 들면, 프로세서(170)는 전처리된 스테레오 영상을 기초로 뎁스 맵을 생성할 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵에 기초하여 도로면(road surface)에 대한 프로파일을 수행할 수 있다. 프로세서(170)는 프로파일된 도로면을 기초로 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 가령, 프로파일된 도로면은 YZ평면상에서의 높낮이를 제공할 수 있고, 도로면이 Y축의 양의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 소정 거리 이상으로 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막이라고 판단할 수 있다. 또는 도로면이 Y축의 음의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 소정 거리 이상으로 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 도로면 프로파일 수행을 기초로 오르막 또는 내리막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 도로면의 Z축상으로의 길이 및 Y축 상으로의 길이를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(170)는 스테레오 영상에서 차선(lane)을 검출할 수 있다. 프로세서(170)는 검출된 차선에 기초하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 가령, 차선이 Y축의 양의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막이라고 판단할 수 있다. 또는, 차선이 Y축의 음의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 차선을 기초로 오르막 또는 내리막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 차선의 Z축상으로의 길이 및 Y축 상으로의 길이를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(170)는 스테레오 영상에서 도로 주변에 고정된 복수의 오브젝트를 검출할 수 있다. 여기서, 복수의 오브젝트는 가로등, 가로수 또는 전봇대일 수 있다. 프로세서(170)는 도로를 따라 연속적으로 배치되는 오브젝트의 위치, 상대적인 움직임 또는 크기를 트래킹하여 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 가령, 동일 크기의 가로등이 도로의 한 측면을 따라 배치되는 경우, 프로세서(170)는 복수의 가로등과의 거리를 디스패리티 연산을 통해 산출할 수 있다. 이때, 복수의 가로등 중 제1 가로등 및 제2 가로등의 Z축상의 거리와 Y축 상의 거리를 비교하여, 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 상기 복수의 오브젝트를 기초로 오르막 또는 내리막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제1 가로등 및 제2 가로등의 Z축상의 거리와 Y축 상의 거리를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(170)는 스테레오 영상에 표시되는 소실점을 기초로 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단할 수 있다. 가령, 스테레오 영상에서 소실점이 기준선보다 위에 위치하는 경우, 오르막으로 판단할 수 있다. 또는 영상에서 소실점이 기준선보다 아래에 위치하는 경우, 내리막으로 판단할 수 있다.
도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단한 상태에서, 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대한 판단을 기초로 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어한다(S850).
도 9a 및 도 9b는 도 8의 S850단계를 상세하게 도시한다.
도 9a를 참조하면, 만약, 도로 전방이 오르막으로 판단되는 경우(S910), 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어한다(S915). 이때, 프로세서(170)는 오르막의 기울기에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어한다. 차량(200)이 오르막에 진입하기 이전에 스테레오 카메라(195)를 위쪽으로 움직일 수 있어, 적응적으로 차량(200) 전방 영상을 획득할 수 있다.
만약, 도로 전방이 오르막이 아니고, 내리막으로 판단되는 경우(S910, S920), 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어한다(S925). 이때, 프로세서(170)는 내리막의 기울기에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어한다. 차량(200)이 내리막에 진입하기 이전에 스테레오 카메라(195)를 아래쪽으로 움직일 수 있어, 적응적으로 차량(200) 전방 영상을 획득할 수 있다.
만약, 도로 전방이 오르막도 아니고, 내리막도 아닌 것으로 판단되는 경우(S910, S920), 프로세서(170)는 스테레오 카메라(195)의 자세를 유지한다(S930).
도 9b를 참조하면, 만약, 도로 전방이 오르막으로 판단되는 경우(S950), 프로세서(170)는 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달했는지 판단한다(S955). 여기서, 변곡점은 오르막의 시작 지점일 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵을 기초로 변곡점을 설정하고, 변곡점과의 거리 정보를 기초로 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 차량(200)이 도달했는지 판단할 수 있다.
변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달한 경우, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라가 위쪽으로 움직이도록 제어한다(S960). 이때, 프로세서(170)는 오르막의 기울기에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어한다. 차량(200)이 오르막에 진입하기 이전에 스테레오 카메라(195)를 위쪽으로 움직일 수 있어, 적응적으로 차량(200) 전방 영상을 획득할 수 있다.
도로 전방이 오르막이 아니고, 내리막으로 판단되는 경우(S950, S970), 프로세서(170)는 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달했는지 판단한다(S975). 여기서, 변곡점은 내리막의 시작 지점일 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵을 기초로 변곡점을 설정하고, 변곡점과의 거리 정보를 기초로 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 차량(200)이 도달했는지 판단할 수 있다.
변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달한 경우, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라가 아래쪽으로 움직이도록 제어한다(S980). 이때, 프로세서(170)는 내리막의 기울기에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어한다. 차량(200)이 내리막에 진입하기 이전에 스테레오 카메라(195)를 아래쪽으로 움직일 수 있어, 적응적으로 차량(200) 전방 영상을 획득할 수 있다.
만약, 도로 전방이 오르막도 아니고, 내리막도 아닌 것으로 판단되는 경우(S950, S970), 프로세서(170)는 스테레오 카메라 자세를 유지한다(S965). 또한, 도로 전방이 오르막이지만, 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달하지 못한 경우(S950, 955), 프로세서(170)는 스테레오 카메라 자세를 유지한다(S965). 또한, 도로 전방이 내리막이지만, 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달하지 못한 경우(S970, S975), 프로세서(170)는 스테레오 카메라 자세를 유지한다(S965).
도 10a 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 도 4c의 프로세서(170)의 동작 방법 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 스테레오 카메라(195)를 통해 획득될 수 있는 차량(200) 전방 영상의 일 실시예이다. 도 11은 도 10a의 차량 전방 영상을 YZ 평면, XZ 평면으로 도시한 도면이다.
도 10a 및 도 10b에 도시되는 도면은 XY평면을 기준으로 하는 도면이다. 도 10a는 도로 전방의 오르막을 도시하고, 도 10b는 도로 전방의 내리막을 도시한다.
먼저, 도 10a 및 도 11을 참조하면, 스테레오 카메라(195)는 스테레오 영상(1000R, 1000L)를 획득하고, 프로세서(170)는 스테레오 영상(1000R, 1000L)를 수신한다.
프로세서(170)는 스테레오 영상(1000R, 1000L)를 전역 매칭이나 국부 매칭을 이용하여 매칭한 후, 뎁스 맵(1000D)을 생성한다.
뎁스 맵(1000D)에는 복수의 가로수(1010a, 1010b, 1010c, 1010d), 복수의 가로등(1015a, 1015b, 1015c, 1015d), 도로면(1020), 차선(1030a, 1030b, 1030c)이 포함될 수 있다.
프로세서(170)는 뎁스 맵에서 도로면(1020)을 검출하고, 검출된 도로면에 기초하여 도로 전방의 오르막을 판단할 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵에서 도로의 X,Y,Z축 기준 데이터를 산출할 수 있고, 특히, YZ 평면상에서의 도로면(1020) 데이터를 산출할 수 있다. 이때, YZ 평면상에서의 도로면(1020)의 높낮이가 검출될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 도로면이 Y축의 양의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 소정 거리 이상으로 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 도로면 프로파일 수행을 기초로 오르막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 도로면의 일 영역의 Z축상으로의 길이(a) 및 Y축 상으로의 길이(b)를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상(1000R, 1000L) 또는 뎁스 맵(1000D)에 기초하여 차선(1030a, 1030b, 1030c)을 검출할 수 있다. 프로세서(170)는 검출된 차선(1030a, 1030b, 1030c)이 Y축 양의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 소정 거리 이상으로, 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 차선을 기초로 오르막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 차선의 일 부분의 Z축상으로의 길이(a) 및 Y축 상으로의 길이(b)를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상(1000R, 1000L) 또는 뎁스 맵(1000D)에 표시되는 도로 주변에 고정된 복수의 오브젝트(1010a, 1010b, 1010c, 1010d, 1015a, 1015b, 1015c, 1015d)를 기초로 도로 전방의 오르막 여부를 판단할 수 있다. 가령, 동일 크기의 가로등(1015a, 1015b, 1015c, 1015d)이 도로의 한 측면을 따라 배치되는 경우, 프로세서(170)는 복수의 가로등(1015a, 1015b, 1015c, 1015d)과의 거리를 디스패리티 연산을 통해 산출할 수 있다. 이때, 복수의 가로등(1015a, 1015b, 1015c, 1015d) 중 제1 가로등(1015a) 및 제2 가로등(1015d)의 Z축상의 거리와 Y축 상의 거리를 비교하여, 도로 전방의 오르막 여부를 판단할 수 있다. 즉, Z축 상에서, 제2 가로등(1015d)과 차량(200)과의 거리가 제1 가로등(1015a)과 차량(200)과의 거리보다 멀고, Y축 상에서, 제2 가로등(1015d)과 차량(200)과의 거리가 제1 가로등(1015a)과 차량(200)과의 거리보다 먼경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 상기 복수의 오브젝트를 기초로 오르막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제1 가로등 및 제2 가로등의 Z축상의 거리(a)와 Y축 상의 거리(b)를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 스테레오 영상에서 소실점이 기준선보다 위에 위치하는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막으로 판단할 수 있다.
다음, 도 10b를 참조하면, 스테레오 카메라(195)는 스테레오 영상(1050R, 1050L)를 획득하고, 프로세서(170)는 스테레오 영상(1050R, 1050L)를 수신한다.
프로세서(170)는 스테레오 영상(1050R, 1050L)를 전역 매칭이나 국부 매칭을 이용하여 매칭한 후, 뎁스 맵(1050D)을 생성한다.
뎁스 맵(1050D)에는 복수의 가로수(1060a, 1060b, 1060c, 1060d), 복수의 가로등(1065a, 1065b, 1065c, 1065d), 도로면(1070), 차선(1080a, 1080b, 1080c)이 포함될 수 있다.
프로세서(170)는 뎁스 맵에서 도로면(1070)을 검출하고, 검출된 도로면에 기초하여 도로 전방의 내리막을 판단할 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵에서 도로의 X,Y,Z축 기준 데이터를 산출할 수 있고, 특히, YZ 평면상에서의 도로면(1080) 데이터를 산출할 수 있다. 이때, YZ 평면상에서의 도로면(1080)의 높낮이가 검출될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 도로면이 Y축의 음의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 소정 거리 이상으로, 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 도로면 프로파일 수행을 기초로 내리막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 도로면의 Z축상으로의 길이 및 Y축 상으로의 길이를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상(1050R, 1050L) 또는 뎁스 맵(1050D)에 기초하여 차선(1080a, 1080b, 1080c)을 검출할 수 있다. 프로세서(170)는 검출된 차선(1080a, 1080b, 1080c)이 Y축 음의 방향을 향하여 소정의 각도를 가지며 소정 거리 이상으로, 연장되는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 차선을 기초로 내리막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 차선의 Z축상으로의 길이 및 Y축 상으로의 길이를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
프로세서(170)는 스테레오 영상(1050R, 1050L) 또는 뎁스 맵(1050D)에 표시되는 도로 주변에 고정된 복수의 오브젝트(1060a, 1060b, 1060c, 1060d, 1065a, 1065b, 1065c, 1065d)를 기초로 도로 전방의 내리막 여부를 판단할 수 있다. 가령, 동일 크기의 가로등(1065a, 1065b, 1065c, 1065d)이 도로의 한 측면을 따라 배치되는 경우, 프로세서(170)는 복수의 가로등(1065a, 1065b, 1065c, 1065d)과의 거리를 디스패리티 연산을 통해 산출할 수 있다. 이때, 복수의 가로등(1065a, 1065b, 1065c, 1065d) 중 제1 가로등(1065a) 및 제2 가로등(1065d)의 Z축상의 거리와 Y축 상의 거리를 비교하여, 도로 전방의 내리막 여부를 판단할 수 있다. 즉, Z축 상에서, 제2 가로등(1065d)과 차량(200)과의 거리가 제1 가로등(1065a)과 차량(200)과의 거리보다 멀고, Y축 상에서, 제2 가로등(1065d)과 차량(200)과의 거리가 제1 가로등(1065a)과 차량(200)과의 거리보다 먼경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막이라고 판단할 수 있다. 한편, 프로세서(170)는 상기 복수의 오브젝트를 기초로 내리막의 기울기를 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제1 가로등 및 제2 가로등의 Z축상의 거리와 Y축 상의 거리를 기초로 기울기를 판단할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 스테레오 영상에서 소실점이 기준선보다 아래에 위치하는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막으로 판단할 수 있다.
도 12a 내지 도 15b는 본 발명의 실시예에 따라 오르막 또는 내리막에 대응하는 스테레오 카메라의 움직임을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따라, 평지에서 오르막으로 진입하는 경우, 스테레오 카메라(195) 및 디스플레이(180) 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12a를 참조하면, 차량(200)이 평지(1210)에서 Z축 양의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막(1220)으로 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는 오르막의 기울기(α)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레어 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 의하면, 차량(200)이 평지(1210)에서 Z축 양의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 오르막(1220)으로 판단할 수 있다. 도로 전방이 오르막으로 판단되는 경우, 프로세서(170)는 변곡점(1215)으로부터 소정거리 이전 지점(1230)에 도달했는지 판단할 수 있다. 여기서, 변곡점(1215)은 오르막의 시작 지점일 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵을 기초로 변곡점(1215)을 설정하고, 변곡점(1215)과의 거리 정보를 기초로 변곡점(1215)으로부터 소정거리 이전 지점(1230)에 차량(200)이 도달했는지 판단할 수 있다. 이때, 변곡점(1215)으로부터 소정거리 이전 지점(1230)은 스테레오 카메라(195) 움직임에 적절한 지점으로 기 설정되어 있을 수 있다.
변곡점(1215)으로부터 소정거리 이전 지점(1230)에 도달한 경우, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 오르막의 기울기(α)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레오 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 오르막(1220)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)를 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 즉, 오르막(1220)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라(195)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는, 차량(20)의 주행 속도에 대응하여 스테레오 카메라(195)를 복귀시킬 수 있다.
도 12b를 참조하면, 차량(200)이 평지(1210)에서 Z축 양의 방향으로 진행하는 경우, 스테레오 카메라(195)는 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지한다. 이때, 도 12b의 (a)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1210)을 그래픽 처리하여 표시한다. 또한, 프로세서(170)는 도로 전방 소정 거리 앞이 오르막이라는 정보를 디스플레이(140) 일 영역에 표시할 수 있다.
차량(200)이 평지(1210)에서 오르막(1220)으로 진입하는 경우, 진입 직전에 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 도 12b의 (b)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 위쪽으로 움직이는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1220)을 그래픽 처리하여 표시한다.
오르막(1220)에 진입하고 난 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)의 자세를 원상 복귀시킬 수 있다. 이때, 도 12b의 (c)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 원상 복귀하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1230)을 그래픽 처리하여 표시한다.
한편, 도 12b의 (a) 내지 (c)에 도시된 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1210, 1220, 1230)은 입체적으로 표시될 수 있으며, 동영상으로 표시될 수 있다.차량(200) 운전자는 디스플레이(180)에 표시된 영상(1210)을 통해, 스테레오 카메라(195)의 현재 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예에 따라, 내리막에서 평지로 진입하는 경우, 스테레오 카메라(195) 및 디스플레이(180) 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 13a를 참조하면, 차량(200)이 내리막(1310)에서 Z축 양의 방향 및 Y축 음의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 평지(1320)로 판단할 수 있다. 프로세서(170)는 상술한 오르막 또는 내리막 판단에 준하여 평지(1320)를 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는 오르막의 기울기(β)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레어 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 의하면, 차량(200)이 내리막(1310)에서 Z축 양의 방향 및 Y축 음의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 평지(1320)로 판단할 수 있다. 프로세서(170)는 상술한 오르막 또는 내리막 판단에 준하여 평지(1320)를 판단할 수 있다. 도로 전방이 평지로 판단되는 경우, 프로세서(170)는 변곡점(1315)으로부터 소정거리 이전 지점(1330)에 도달했는지 판단할 수 있다. 여기서, 변곡점(1315)은 평지의 시작 지점일 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵을 기초로 변곡점(1315)을 설정하고, 변곡점(1315)과의 거리 정보를 기초로 변곡점(1315)으로부터 소정거리 이전 지점(1330)에 차량(200)이 도달했는지 판단할 수 있다. 이때, 변곡점(1315)으로부터 소정거리 이전 지점(1330)은 스테레오 카메라(195) 움직임에 적절한 지점으로 기 설정되어 있을 수 있다.
변곡점(1315)으로부터 소정거리 이전 지점(1330)에 도달한 경우, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 내리막의 기울기(β)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레오 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 평지(1320)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)를 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 즉, 평지(1320)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라(195)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는, 차량(20)의 주행 속도에 대응하여 스테레오 카메라(195)를 복귀시킬 수 있다.
도 13b를 참조하면, 차량(200)이 내리막(1310)에서 Z축 양의 방향 및 Y축 음의 방향으로 진행하는 경우, 스테레오 카메라(195)는 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지한다. 이때, 도 13b의 (a)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1310)을 그래픽 처리하여 표시한다. 또한, 프로세서(170)는 도로 전방 소정 거리 앞이 평지라는 정보를 디스플레이(140) 일 영역에 표시할 수 있다.
차량(200)이 내리막(1310)에서 평지(1320)로 진입하는 경우, 진입 직전에 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 도 13b의 (b)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 위쪽으로 움직이는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1320)을 그래픽 처리하여 표시한다.
평지(1320)에 진입하고 난 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)의 자세를 원상 복귀시킬 수 있다. 이때, 도 13b의 (c)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 원상 복귀하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1330)을 그래픽 처리하여 표시한다.
한편, 도 13b의 (a) 내지 (c)에 도시된 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1310, 1320, 1330)은 입체적으로 표시될 수 있으며, 동영상으로 표시될 수 있다.
차량(200) 운전자는 디스플레이(180)에 표시된 영상(1310)을 통해, 스테레오 카메라(195)의 현재 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예에 따라, 평지에서 내리막으로 진입하는 경우, 스테레오 카메라(195) 및 디스플레이(180) 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 14a를 참조하면, 차량(200)이 평지(1410)에서 Z축 양의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막(1420)으로 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는 내리막의 기울기(γ)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레어 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 의하면, 차량(200)이 평지(1410)에서 Z축 양의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 내리막(1420)으로 판단할 수 있다. 도로 전방이 내리막으로 판단되는 경우, 프로세서(170)는 변곡점(1415)으로부터 소정거리 이전 지점(1430)에 도달했는지 판단할 수 있다. 여기서, 변곡점(1415)은 내리막의 시작 지점일 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵을 기초로 변곡점(1415)을 설정하고, 변곡점(1415)과의 거리 정보를 기초로 변곡점(1415)으로부터 소정거리 이전 지점(1430)에 차량(200)이 도달했는지 판단할 수 있다. 이때, 변곡점(1415)으로부터 소정거리 이전 지점(1430)은 스테레오 카메라(195) 움직임에 적절한 지점으로 기 설정되어 있을 수 있다.
변곡점(1415)으로부터 소정거리 이전 지점(1430)에 도달한 경우, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 내리막의 기울기(γ)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레어 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 내리막(1420)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)를 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 즉, 내리막(1420)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라(195)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는, 차량(20)의 주행 속도에 대응하여 스테레오 카메라(195)를 복귀시킬 수 있다.
도 14b를 참조하면, 차량(200)이 평지(1410)에서 Z축 양의 방향으로 진행하는 경우, 스테레오 카메라(195)는 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지한다. 이때, 도 14b의 (a)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1410)을 그래픽 처리하여 표시한다. 또한, 프로세서(170)는 도로 전방 소정 거리 앞이 내리막이라는 정보를 디스플레이(140) 일 영역에 표시할 수 있다.
차량(200)이 평지(1410)에서 내리막(1420)으로 진입하는 경우, 진입 직전에 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 도 14b의 (b)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 아래쪽으로 움직이는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1420)을 그래픽 처리하여 표시한다.
내리막(1420)에 진입하고 난 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)의 자세를 원상 복귀시킬 수 있다. 이때, 도 14b의 (c)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 원상 복귀하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1430)을 그래픽 처리하여 표시한다.
한편, 도 14b의 (a) 내지 (c)에 도시된 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1410, 1420, 1430)은 입체적으로 표시될 수 있으며, 동영상으로 표시될 수 있다.차량(200) 운전자는 디스플레이(180)에 표시된 영상(1410)을 통해, 스테레오 카메라(195)의 현재 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예에 따라, 오르막에서 평지로 진입하는 경우, 스테레오 카메라(195) 및 디스플레이(180) 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 15a를 참조하면, 차량(200)이 오르막(1510)에서 Z축 양의 방향 및 Y축 양의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 평지(1520)로 판단할 수 있다. 프로세서(170)는 상술한 오르막 또는 내리막 판단에 준하여 평지(1520)를 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는 오르막의 기울기(δ)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레어 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 의하면 차량(200)이 오르막(1510)에서 Z축 양의 방향 및 Y축 양의 방향으로 진행 중에, 프로세서(170)는 도로 전방을 평지(1520)로 판단할 수 있다. 프로세서(170)는 상술한 오르막 또는 내리막 판단에 준하여 평지(1520)를 판단할 수 있다. 도로 전방이 평지로 판단되는 경우, 프로세서(170)는 변곡점(1515)으로부터 소정거리 이전 지점(1530)에 도달했는지 판단할 수 있다. 여기서, 변곡점(1515)은 평지의 시작 지점일 수 있다. 프로세서(170)는 뎁스 맵을 기초로 변곡점(1515)을 설정하고, 변곡점(1515)과의 거리 정보를 기초로 변곡점(1515)으로부터 소정거리 이전 지점(1530)에 차량(200)이 도달했는지 판단할 수 있다. 이때, 변곡점(1515)으로부터 소정거리 이전 지점(1530)은 스테레오 카메라(195) 움직임에 적절한 지점으로 기 설정되어 있을 수 있다.
변곡점(1515)으로부터 소정거리 이전 지점(1530)에 도달한 경우, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 오르막의 기울기(δ)에 대응하여 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)를 제어하여, 스테레어 카메라(195)의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 평지(1520)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)를 위쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 즉, 평지(1520)에 진입 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라(195)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. 이경우, 프로세서(170)는, 차량(20)의 주행 속도에 대응하여 스테레오 카메라(195)를 복귀시킬 수 있다.
도 15b를 참조하면, 차량(200)이 오르막(1510)에서 Z축 양의 방향 및 Y축 음의 방향으로 진행하는 경우, 스테레오 카메라(195)는 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지한다. 이때, 도 15b의 (a)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 차량(200) 전방 영상을 획득하는데 적합한 자세를 유지하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1510)을 그래픽 처리하여 표시한다. 또한, 프로세서(170)는 도로 전방 소정 거리 앞이 평지라는 정보를 디스플레이(140) 일 영역에 표시할 수 있다.
차량(200)이 오르막(1510)에서 평지(1520)로 진입하는 경우, 진입 직전에 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)가 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다. 이때, 도 15b의 (b)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 아래쪽으로 움직이는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1520)을 그래픽 처리하여 표시한다.
평지(1520)에 진입하고 난 후, 프로세서(170)는 스테레오 카메라 구동부(196)에 제어신호를 출력하여, 스테레오 카메라(195)의 자세를 원상 복귀시킬 수 있다. 이때, 도 15b의 (c)에 도시된 바와 같이, 프로세서(170)는 디스플레이(180)를 통해, 원상 복귀하는 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1530)을 그래픽 처리하여 표시한다.
한편, 도 15b의 (a) 내지 (c)에 도시된 스테레오 카메라(195)에 대응하는 영상(1510, 1520, 1530)은 입체적으로 표시될 수 있으며, 동영상으로 표시될 수 있다.
차량(200) 운전자는 디스플레이(180)에 표시된 영상(1510)을 통해, 스테레오 카메라(195)의 현재 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라, 도로 전방에 커브가 형성되면서 오르막 또는 내리막이 존재하는 경우의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 16의 (a)를 참조하면, 프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스맵에서 도로 상의 선(line)을 검출하고, 검출된 선을 통해 도로의 커브(curve)에 대한 정보를 생성할 수 있다.
도로 전방에 차량 진행 방향의 왼쪽으로 커브가 형성되면서 오르막 또는 내리막이 존재하는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방의 복수의 선 중 최외곽 선(1620)을 검출한다. 여기서, 최외곽 선(1620)은 상기 커브 곡률의 중심이 되는 지점(1610)에서 가장 먼 거리에 위치한 선일 수 있다. 프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스맵을 통해, Z축의 양의 방향과 Y축 양의 방향으로 형성되는 최외곽 선(1620)의 기울기를 검출할 수 있다. 프로세서(170)는 최외곽 선(1620)의 기울기에 대응하여, 스테레오 카메라 구동부(196) 제어를 통해, 스테레오 카메라(195)를 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다.
도 16의 (b)를 참조하면, 도로 전방에 차량 진행 방향의 오른쪽으로 커브가 형성되면서 오르막 또는 내리막이 존재하는 경우, 프로세서(170)는 도로 전방의 복수의 선 중 최외곽 선(1630)을 검출한다. 여기서, 최외곽 선(1630)은 상기 커브 곡률의 중심이 되는 지점(1640)에서 가장 먼 거리에 위치한 선일 수 있다. 프로세서(170)는 스테레오 영상 또는 뎁스맵을 통해, Z축의 양의 방향과 Y축의 양의 방향으로 형성되는 최외곽 선(1630)의 기울기를 검출할 수 있다. 프로세서(170)는 최외곽 선(1630)의 기울기에 대응하여, 스테레오 카메라 구동부(196) 제어를 통해, 스테레오 카메라(195)를 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이도록 제어할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서(170) 또는 제어부(770)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 차량 운전 보조 장치.
120 : 통신부
130 : 인터페이스부
140 : 메모리
170 : 프로세서
190 : 전원 공급부
195 : 스테레오 카메라
196 : 스테레오 카메라 구동부
753 : 브레이크 구동부
754 : 엔진 브레이크 구동부
761 : 슬립 감지부
770 : 제어부

Claims (24)

  1. 차량 전방의 스테레오 영상을 획득하는 스테레오 카메라;
    상기 스테레오 카메라를 움직이는 스테레오 카메라 구동부;
    상기 스테레오 영상을 기초로 뎁스 맵(depth map)을 생성하고, 상기 뎁스 맵을 기초로 판단된 상기 차량이 주행중인 도로 전방의 오르막 정보 또는 내리막 정보를 기초로 상기 카메라 구동부를 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    차량이 오르막 또는 내리막의 시작 지점인 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달한 경우, 상기 카메라 구동부 제어를 통해, 상기 스테레오 카메라의 움직임을 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 뎁스 맵에서 도로면을 검출하고, 상기 검출된 도로면에 기초하여 상기 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단하는 차량 운전 보조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 영상에서 차선을 검출하고, 상기 검출된 차선의 형상에 기초하여 상기 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단하는 차량 운전 보조 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 뎁스 맵에 표시되는 소실점을 기초로 상기 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단하는 차량 운전 보조 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 뎁스 맵에 표시되는 도로 주변의 복수의 고정된 오브젝트를 기초로 상기 도로 전방의 오르막 또는 내리막을 판단하는 차량 운전 보조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스테레오 영상을 기초로 오르막의 기울기 또는 내리막의 기울기를 판단하고, 판단된 오르막의 기울기 또는 판단된 내리막의 기울기에 더 기초하여, 상기 스테레오 카메라의 움직임을 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 도로 전방이, 오르막으로 판단된 경우,
    상기 프로세서는,
    상기 오르막의 기울기에 대응하여, 상기 스테레오 카메라를, 위쪽으로 움직이도록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    차량의 주행 속도 정보에 더 기초하여, 상기 스테레오 카메라의 움직임을 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 도로 전방이 오르막으로 판단되고, 차량이 오르막의 시작 지점인 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달한 경우,
    상기 프로세서는, 상기 스테레오 카메라를, 상기 오르막의 기울기에 대응하여 위쪽으로 움직이도록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 차량이 상기 오르막에 진입한 경우,
    상기 프로세서는, 상기 스테레오 카메라를, 움직이기 이전 상태로 복귀하도록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 차량의 주행 속도 또는 상기 기울기에 비례하여, 상기 스테레오 카메라가 복귀하되록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 도로 전방이 내리막으로 판단된 경우,
    상기 프로세서는, 상기 내리막의 기울기에 대응하여, 상기 스테레오 카메라를, 아래쪽으로 움직이도록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 도로 전방이 내리막으로 판단되고, 차량이 내리막의 시작 지점인 변곡점으로부터 소정거리 이전 지점에 도달한 경우,
    상기 프로세서는, 상기 스테레오 카메라를, 상기 내리막의 기울기에 대응하여 아래쪽으로 움직이도록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 차량이 상기 내리막에 진입한 경우,
    상기 프로세서는, 상기 스테레오 카메라를, 움직이기 이전 상태로 복귀하도록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 차량의 주행 속도 또는 상기 기울기에 비례하여, 상기 스테레오 카메라가 복귀하되록 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 스테레오 영상에서 선(line)을 검출하고, 검출된 선을 통해 도로의 커브(curve)에 대한 정보를 생성하는 차량 운전 보조 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 도로 전방에, 상기 차량 진행 방향의 오른쪽 또는 왼쪽으로 커브가 형성되면서 상기 오르막 또는 상기 내리막이 존재하는 경우,
    상기 프로세서는, 상기 검출된 선(line) 중에서, 상기 커브 곡률의 중심이 되는 지점에서 가장 먼 거리에 위치한 최외곽 선을 검출하고, 상기 최외곽 선의 기울기를 검출하고, 상기 최외곽 선의 기울기에 대응하여, 상기 스테레오 카메라를 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이도록 상기 스테레오 카메라 구동부를 제어하는 차량 운전 보조 장치.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 판단된 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 대한 정보를 출력하는 디스플레이;를 더 포함하는 차량 운전 보조 장치.
  20. 제 1항에 있어서,
    제1 메모리;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제1 메모리에 상기 판단된 도로 전방의 오르막 또는 내리막에 따른 차량 상태를 누적하여 저장하는 차량 운전 보조 장치.
  21. 제 1항에 기재된 차량 운전 보조 장치; 및
    차량에 포함된 브레이크 장치를 제어하는 브레이크 구동부;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 오르막 정보 또는 상기 내리막 정보를 기초로 상기 브레이크 장치 제어를 위한 신호를 상기 브레이크 구동부에 제공하는 차량.
  22. 제 21항에 있어서,
    지도 및 상기 지도 상에서의 차량의 위치에 대한 정보를 제공하는 내비게이션;을 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 차량이 주행 중인 도로 중에서 상기 스테레오 영상에 표시되는 영역을 제외한, 도로 정보를 상기 내비게이션으로부터 제공받아 도로 상태를 예측하는 차량.
  23. 제 21항에 있어서,
    차량의 슬립(slip) 정도를 판단하는 슬립 판단부;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 슬립 정도에 더 기초하여 상기 브레이크 장치 제어를 위한 신호를 상기 브레이크 구동부에 제공하는 차량.
  24. 제 23항에 있어서,
    제1 메모리; 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 오르막 정보 또는 상기 내리막 정보를 상기 제1 메모리에 누적하여 저장하고, 누적 저장된 오르막 정보 또는 내리막 정보에 칼만 필터를 적용하여, 상기 차량의 슬립 정도를 예측하고, 상기 예측된 슬립 정도를 이용하여, 상기 브레이크장치가 완전히 작동하는 경우의 90%이하로 작동되도록, 상기 브레이크 구동부에 신호를 제공하는 차량.
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