KR101729444B1 - 신호등 정보 획득 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호등 정보 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 디퓨즈 필터가 적용된 카메라 및 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

신호등 정보 획득 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF ACQUIRING TRAFFIC LIGHT INFORMATION}
본 발명은 신호등 정보 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신호등의 영상을 이용하여 신호등의 정보를 회득하는 신호등 정보 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량 자율주행 시스템은, 무인주행 시스템으로도 불리며, 차량 자체적으로 도로 환경을 인식하고, 주행상황을 판단하여, 계획된 주행 경로에 따라 차량을 제어함으로써, 자동으로 주어진 목적지까지 주행하는 시스템을 말한다.
이러한 자율주행 시스템의 구현을 위해 차선을 인식하는 기술, 전방 차량과의 거리를 파악하는 기술, 자동 긴급 제동 기술 등 다양한 기술이 활용되고 있으며, 특히 신호등이 존재하는 경우에는 이를 인식하여 정확하고 안전한 주행이 이루어지도록 하고 있다.
이러한 신호등의 인식은 차량의 전방 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하는 방식으로 수행되는 것이 일반적이며, 촬영된 영상에서 신호 정보(좌회전신호, 직진신호, 정지신호 등)를 획득하는 다양한 방식이 제안되고 있다.
그런데, 도 1과 같이 복잡한 형태의 교차로에 여러 개의 신호등이 설치되어 있는 경우에는, 차량의 전방 영상에서 복수개의 신호등이 인식될 수 있으며, 이러한 경우에 어떠한 신호등 정보를 이용하여 주행을 수행할 것인지 판단할 수 없다는 문제점이 존재하였다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0066854호(2016.06.13.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 신호등 정보 획득 방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신호등의 조사 방향 정보를 획득할 수 있는 신호등 정보 획득 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 신호등 정보 획득 장치는 편광 필터가 적용된 카메라; 및 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 카메라에 적용된 편광 필터는 편광 디퓨즈(diffuse) 필터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는 상기 영상에서 인식된 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 신호등 정보 획득 장치는 가시광 영상 및 적외선 영상을 촬영하는 영상촬영부; 및 상기 영상촬영부를 통해 촬영된 가시광 영상 및 적외선 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는 상기 가시광 영상과 상기 적외선 영상을 오버랩(overlap)시킨 영상에 기초하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 신호등 정보 획득 방법은 제어부가 신호등의 영상을 획득하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 획득된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 신호등의 영상을 획득하는 단계에서, 상기 제어부는 편광 디퓨즈(diffuse) 필터가 적용되어 촬영된 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 영상에서 인식된 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 신호등의 영상을 획득하는 단계에서, 상기 제어부는 신호등의 가시광 영상 및 적외선 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 가시광 영상과 상기 적외선 영상을 오버랩(overlap)시킨 영상에 기초하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 신호등 정보 획득 장치 및 방법은 편광 필터가 적용된 카메라를 통해 촬영된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 획득할 수 있도록 함으로써, 여러 개의 신호등이 인식되는 경우에 이를 구별할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 신호등 정보 획득 장치 및 방법은 가시광 영상과 적외선 영상의 결합을 통해 신호등의 조사 방향 정보를 획득할 수 있도록 함으로써, 여러 개의 신호등이 인식되는 경우에 이를 구별할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 여러 개의 신호등이 설치되어 있는 복잡한 형태의 교차로를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치에서 신호등의 조사 방향을 판단하는 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치에서 신호등의 조사 방향을 판단하는 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 신호등 정보 획득 장치 및 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치에서 신호등의 조사 방향을 판단하는 방식을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치는 제어부(100) 및 카메라(200)를 포함한다.
카메라(200)는 차량 전방의 영상을 촬영할 수 있으며, 편광 필터가 적용되어 있다. 여기서 편광 필터가 적용되어 있다 함은, 예를 들어 편광 필터가 필름의 형태로 제작되어 카메라(200)의 렌즈에 부착되어 있는 경우 등을 의미한다.
제어부(100)는 카메라(200)를 통해 촬영된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
예를 들어, 카메라(200)에 적용된 편광 필터가 편광 디퓨즈(diffuse) 필터라면, 차량의 정면 방향에서 빛이 조사될수록 빛의 확산이 많아지고, 차량의 측면 방향에서 빛이 조사될 때에는 빛의 확산이 적으므로, 제어부(100)는 카메라(200)를 통해 촬영된 영상에서 인식된 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
즉, 도 3에서 볼 수 있듯이, 편광 필터를 적용하지 않은 경우에는, 차량의 정면 방향의 신호등(a)에서 나타나는 불빛과 측면 방향의 신호등(b)에서 나타나는 불빛의 광량의 차이가 크지 않아, 그 조사 방향을 파악하기 어렵다.
이와는 달리 도 4에서 볼 수 있듯이, 편광 디퓨즈 필터를 적용한 경우에는, 차량의 정면 방향의 신호등(a)에서 나타나는 불빛과 측면 방향의 신호등(b)에서 나타나는 불빛의 확산의 차이가 비교적 크게 나타난다.
따라서 제어부(100)는 이러한 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 해당 신호등이 정면 방향에서 빛을 조사하는지 아니면 측면 방향에서 빛을 조사하는지 파악할 수 있으므로, 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
이렇게 산출된 신호등의 조사 방향 정보는 차량의 자율주행 제어 등에 활용될 수 있으며, 예를 들어 여러 개의 신호등이 인식되는 경우에 그 조사 방향을 구별할 수 있도록 하여, 어떠한 신호등 정보를 이용하여 주행을 수행할 것인지 판단할 수 있도록 한다.
한편 본 발명에서 제어부(100)나 카메라(200)는 차량의 자율주행 시스템에 포함된 구성일 수 있고, 제어부(100)가 촬영된 영상에서 신호등 또는 신호등의 불빛을 인식하는 것은 패턴 매칭 등의 이미지 처리를 통해 수행될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술분야에서 이미 널리 알려진 사항에 해당하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치에서 신호등의 조사 방향을 판단하는 방식을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치는 제어부(100) 및 영상촬영부(300)를 포함한다.
영상촬영부(300)는 가시광 영상 및 적외선 영상을 촬영할 수 있다. 즉, 영상촬영부(300)는 가시광 카메라(310) 및 적외선 카메라(320)를 포함할 수 있다.
제어부(100)는 영상촬영부(300)를 통해 촬영된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(100)는 가시광 영상과 적외선 영상을 오버랩(overlap)한 뒤, 오버랩 된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
상술한 것과 같이, 일반적인 가시광 영상에서는 차량의 정면 방향의 신호등에서 나타나는 불빛과 측면 방향의 신호등에서 나타나는 불빛의 광량의 차이가 크지 않아, 각 신호등의 조사 방향을 파악하기 어려우나, 적외선 카메라(320)를 통해 신호등의 열화상을 촬영하면, 신호등의 광원의 조사 방향으로 열화상 궤적이 나타나므로, 이를 통해 신호등의 조사 방향을 파악할 수 있다.
즉, 도 6에서 볼 수 있듯이, 차량의 정면 방향의 신호등(a)에서는 열화상 궤적이 거의 나타나지 않으나, 측면 방향의 신호등(b)에서는 열화상 궤적이 비교적 뚜렷하게 나타나므로, 제어부(100)는 가시광 영상과 적외선 영상이 오버랩 된 영상에 기초하여 해당 신호등이 정면 방향에서 빛을 조사하는지 아니면 측면 방향에서 빛을 조사하는지 파악할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호등 정보 획득 장치는 가시광 영상과 적외선 영상의 결합을 통해 신호등의 조사 방향 정보를 획득할 수 있도록 함으로써, 여러 개의 신호등이 인식되는 경우에 이를 구별할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등 정보 획득 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 것과 같이, 제어부(100)는 먼저 신호등의 영상을 획득한다(S200). 예를 들어, 제어부(100)는 편광 디퓨즈(diffuse) 필터가 적용된 카메라(200)를 통해 촬영된 영상을 획득하거나, 일반적인 가시광 카메라(310) 및 적외선 카메라(320)를 통해 신호등의 가시광 영상 및 적외선 영상을 획득할 수 있다.
이어서 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 획득된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출한다(S210).
예를 들어, 상기 단계(S200)에서 편광 디퓨즈 필터가 적용되어 촬영된 영상이 획득된 경우에, 제어부(100)는 해당 영상에서 인식된 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
또는 상기 단계(S200)에서 신호등의 가시광 영상 및 적외선 영상이 획득된 경우에, 제어부(100)는 해당 가시광 영상과 적외선 영상을 오버랩(overlap)시킨 영상에 기초하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 제어부
200: 카메라
300: 영상촬영부
310: 가시광 카메라
320: 적외선 카메라

Claims (10)

  1. 디퓨즈(diffuse) 필터가 적용된 카메라; 및
    상기 카메라를 통해 촬영된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 영상에서 인식된 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 신호등 정보 획득 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제어부가 신호등의 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 획득된 영상에 기초하여 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 신호등의 영상을 획득하는 단계에서, 상기 제어부는 디퓨즈(diffuse) 필터가 적용되어 촬영된 영상을 획득하고, 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 영상에서 인식된 신호등 불빛의 확산 정도에 근거하여 상기 신호등의 조사 방향 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 신호등 정보 획득 방법.
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  10. 삭제
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