KR101767434B1 - 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법 - Google Patents

헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치는, 차량의 전면 유리창에 영상을 디스플레이하는 헤드업 디스플레이; 차량에 설치되어 차량의 전방 영상을 촬영하여 출력하는 영상 촬영부; 차선의 색상을 결정하기 위해 칼라맵을 저장하는 칼라맵 저장부; 및 영상 촬영부로부터 촬영된 전방 영상으로부터 차선을 인식하고, 인식된 차선의 종류를 분석하여 칼라맵 저장부로부터 차선의 색상을 결정하고 디스플레이할 차선의 위치를 결정한 후, 표시할 차선의 영상을 생성하여 헤드업 디스플레이에 표시하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DISPLAYING TRAFFIC LANE USING HEAD-UP DISPLAY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전방 영상으로부터 차선을 인식하여 종류를 분석하고, 차선의 종류와 색상을 설정하여 도로의 차선에 중첩하여 차선을 표시하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 대부분의 차량에는 내비게이션이 장착되어, 운전자에게 목적지와 길 안내를 제공하도록 하고 있으며, 또한 최근에는 차량의 앞 유리창에 원하는 정보를 투사하여 운전자가 전방을 주시하면서도 투사된 정보를 획득할 수 있도록 하는 헤드업 디스플레이(HUD : Head-Up Display)를 장착한 차량이 출시되고 있다.
나아가 헤드업 디스플레이를 통해 특정 정보를 증강현실의 형식으로 디스플레이할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있는 상황이다.
증강현실(AR : Augmented Reality)은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 3차원의 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술로서, 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality, MR)이라고도 한다.
그러나 이러한 헤드업 디스플레이는 단순히 내비게이션 정보를 헤드업 디스플레이에 표시하기만 하였다. 즉, 내비게이션 정보를 헤드업 디스플레이에 표시할 때 차량의 위치와 실제의 차선이 일치되지 않음으로써 안전사고 방지를 위한 정보들을 증강현실로 표시해 주지 못하는 문제점이 있었다.
예컨대 가로등이 없는 야간이나, 안개, 눈, 비와 같은 악천후로 인해 차선을 운전자의 시각으로 인지할 수 없을 경우, 안전사고 방지를 위하여 차선을 운전자에게 인지시킬 수 있는 보조 정보들을 표시해 주지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 차선을 인식하여 실제 차선의 위치에 맞춰 증강현실로 가상의 차선을 표시해 줄 수 있도록 하는 기술이 제안되었다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제2015-0055183호(2015.05.21.)인 "헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시 장치 및 방법"이 있다.
종래에는 이와 같은 헤드업 디스플레이를 통해 전면 유리창에 증강현실로 가상의 차선을 표시하고 있으나, 단순히 차선만을 표시하고 있어 차선의 종류와 노면의 색상에 따라 차선을 명확하게 구분할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 목적은 전방 영상으로부터 차선을 인식하여 종류를 분석하고, 차선의 종류와 색상을 설정하여 도로의 차선에 중첩하여 차선을 표시하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 전방 영상으로부터 차선을 인식할 때 차선 신뢰도에 따라 선택적으로 표시함으로써 차선의 중첩으로 인한 혼동을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치는, 차량의 전면 유리창에 영상을 디스플레이하는 헤드업 디스플레이; 차량에 설치되어 차량의 전방 영상을 촬영하여 출력하는 영상 촬영부; 빨간색(R), 초록색(G), 및 파란색(B)의 조도를 정의한 칼라맵을 저장하는 칼라맵 저장부; 및 영상 촬영부로부터 촬영된 전방 영상으로부터 차선을 인식하고, 인식된 차선의 종류를 분석하여 차선의 종류에 따라 칼라맵 저장부에 저장된 칼라맵에서 색상간 거리를 기반으로 시인성이 좋은 차선의 색상을 결정하고 디스플레이할 차선의 위치를 결정한 후, 표시할 차선의 영상을 생성하여 헤드업 디스플레이에 표시하는 제어부;를 포함하되, 제어부는, 차선을 인식할 때 차선 에지 성분을 추출하여 수치화한 차선 신뢰도와 설정값을 비교하여 차선 신뢰도가 설정값 이하인 경우, 차선을 분석하여 차선을 표시하고, 칼라맵 저장부에 저장된 칼라맵으로부터 노면의 색상과는 멀고, 인식된 차선의 색상과는 설정거리 이내인 색상으로 차선의 색상을 결정하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
본 발명에서 차선의 종류는, 실선, 이중선, 점선 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법은, 제어부가 영상 촬영부로부터 차량의 전방 영상을 입력받아 차선을 인식하는 단계; 제어부가 인식된 차선의 차선 신뢰도에 따라 인식된 차선으로부터 차선의 종류를 분석하는 단계; 및 제어부가 차선의 종류를 분석한 후, 차선의 종류에 따라 칼라맵 저장부에 저장된 빨간색(R), 초록색(G), 및 파란색(B)의 조도를 정의한 칼라맵에서 색상간 거리를 기반으로 시인성이 좋은 차선의 색상을 결정하고, 디스플레이할 차선의 위치를 결정하여 헤드업 디스플레이에 차선을 표시하는 단계를 포함하되, 차선의 종류를 분석하는 단계는, 제어부가 차선을 인식할 때 차선 에지 성분을 추출하여 수치화한 차선 신뢰도와 설정값을 비교하여 차선 신뢰도가 설정값 이하인 경우 차선의 종류를 분석하고, 헤드업 디스플레이에 차선을 표시하는 단계는, 제어부가 칼라맵 저장부에 저장된 칼라맵으로부터 노면의 색상과는 멀고, 인식된 차선의 색상과는 설정거리 이내인 색상으로 차선의 색상을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
본 발명에서 차선의 종류는, 실선, 이중선, 점선 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법은 전방 영상으로부터 차선을 인식하여 종류를 분석하고, 차선의 종류와 색상을 설정하여 도로의 차선에 중첩하여 차선을 표시함으로써 차선을 종류를 구분할 수 있을 뿐만 아니라 차선의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전방 영상으로부터 차선을 인식할 때 차선 신뢰도에 따라 선택적으로 표시함으로써 차선으로 중첩으로 인한 혼동을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치의 칼라맵 저장부에 저장되는 칼라맵을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치를 통해 차선을 표시한 예시도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치 및 그 방법을 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치의 칼라맵 저장부에 저장되는 칼라맵을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치를 통해 차선을 표시한 예시도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치는, 헤드업 디스플레이(40), 영상 촬영부(10), 칼라맵 저장부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
헤드업 디스플레이(40)는 차량의 전면 유리창에 영상을 투사하여 디스플레이 한다.
영상 촬영부(10)는 차량의 전방에 설치되어 차량의 전방 영상을 촬영하여 제공한다.
칼라맵 저장부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 화면에 표시된 각 색상에 대해 빨간색(R), 초록색(G), 파란색(B)의 조도를 정의한 칼라맵을 저장하여, 차선의 색상을 설정할 때 유사한 색상을 선택하고 노면의 색상과 대비하여 시인성이 좋은 색상을 설정할 수 있도록 한다.
제어부(30)는 영상 촬영부(10)로부터 촬영된 전방 영상으로부터 차선을 인식하고, 인식된 차선의 종류를 분석한 후 차선의 색상과 디스플레이할 차선의 위치를 결정한다.
즉, 제어부(30)는 전방 영상으로부터 실제의 차선을 검출하여 인식하고 차선의 종류를 분석한 후 차선의 색상과 실제의 차선의 위치에 맞춰 가상의 차선을 증강현실로 헤드업 디스플레이(40)에 표시하기 위한 차선의 위치를 결정한다.
여기서 차선의 색상은 칼라맵 저장부(20)에 저장된 칼라맵으로부터 노면의 색상과는 멀고, 인식된 차선의 색상과는 설정거리 이내인 색상으로 결정하는 것이 바람직하다.
따라서, 야간이나 악천후에 실제 차선이 운전자의 육안으로 쉽게 인식되지 않는 상황에서도 노면의 색상과는 구분되면서 실제 차선의 색상과는 유사하도록 하도록 헤드업 디스플레이(40)에 차선을 표시하여 시인성이 좋도록 함으로써 운전자의 안전운전을 안내할 수 있도록 한다.
또한, 제어부(30)는 차선의 종류를 분석하여 실선, 이중선 및 점선 중 어느 차선으로 표시할 것인지 분석하고, 이를 기반으로 표시할 차선의 영상을 생성하여 헤드업 디스플레이(40)에 표시한다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 좌측에는 황색실선으로 중앙선을 표시하고, 우측에는 흰색 점선으로 일반 차선을 표시할 수 있다.
한편, 제어부(30)는 영상 촬영부(10)로부터 촬영된 전방 영상으로부터 차선을 인식한 후 차선 신뢰도에 따라 선택적으로 차선을 표시할 수 있다.
예컨대, 차선을 인식할 때 차선 에지 성분을 추출하여 그 크기를 기반으로 설정값과 비교하여 차선 신뢰도를 평가하여 차선 신뢰도가 높은 경우에는 차선을 표시하지 않을 수도 있다.
즉, 일반적으로 맑은 날이나 차선이 깨끗하게 표시된 환경에서는 차선 신뢰도가 높게 되고, 야간이나 차선이 흐려진 환경에서는 차선 신뢰도가 낮게 될 수 있다.
따라서, 신뢰도가 높은 상황에서는 부가적으로 차선을 표시하지 않더라도 안전 운전을 할 수 있으나, 신뢰도가 낮은 상황에서는 차선의 식별이 곤란할 수 있기 때문에 안전운전을 위해 차선을 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치에 따르면, 전방 영상으로부터 차선을 인식하여 종류를 분석하고, 차선의 종류와 색상을 설정하여 도로의 차선에 중첩하여 차선을 표시함으로써 차선을 종류를 구분할 수 있게 할 뿐만 아니라 차선의 시인성을 향상시킬 수 있으며, 전방 영상으로부터 차선을 인식할 때 차선 신뢰도에 따라 선택적으로 표시함으로써 차선으로 중첩으로 인한 혼동을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법에서는 먼저, 제어부(30)가 영상 촬영부(10)로부터 차량의 전방 영상을 입력받는다(S10).
이후 제어부(30)는 S10 단계에서 입력된 전방 영상으로부터 차선을 추출하여 차선을 인식한다(S20).
S20 단계에서 차선을 인식한 후 제어부(30)가 차선 신뢰도와 설정값을 비교한다(S30).
차선 신뢰도는 차선을 인식할 때 차선 에지 성분을 추출하여 그 크기를 수치화하여 평가할 수 있다.
즉, 일반적으로 맑은 날이나 차선이 깨끗하게 표시된 환경에서는 차선 신뢰도가 높게 되고, 야간이나 차선이 흐려진 환경에서는 차선 신뢰도가 낮게 될 수 있다.
S30 단계에서 차선 신뢰도를 설정값과 비교하여 차선 신뢰도가 설정값을 초과할 경우에는 헤드업 디스플레이(40)에 차선을 표시하지 않고 종료할 수 있다.
즉, 신뢰도가 높은 상황에서는 부가적으로 차선을 표시하지 않더라도 안전 운전을 할 수 있기 때문에 차선을 표시하지 않고 종료할 수 있는 것이다.
반면, S30 단계에서 차선 신뢰도와 설정값을 비교하여 차선 신뢰도가 설정값을 이하인 경우, 제어부(30)는 차선을 헤드업 디스플레이(40)에 표시하기 위해 차선의 종류를 분석한다(S40).
즉, 신뢰도가 낮은 상황에서는 차선의 식별이 곤란할 수 있기 때문에 안전운전을 위해 차선을 표시하는 것이다.
차선의 종류로는 실선, 이중선 및 점선 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이와 같이 차선의 종류를 분석한 후 제어부(30)는 차선의 색상과, 실제의 차선의 위치에 맞춰 가상의 차선을 증강현실로 헤드업 디스플레이(40)에 표시하기 위한 차선의 위치를 결정한다(S50).
여기서 차선의 색상은 도 2에 도시된 바와 같이 칼라맵 저장부(20)에 저장된 칼라맵으로부터 노면의 색상과는 멀고, 인식된 차선의 색상과는 설정거리 이내인 색상으로 결정하는 것이 바람직하다.
따라서, 야간이나 악천후에 실제 차선이 운전자의 육안으로 쉽게 인식되지 않는 상황에서도 노면의 색상과는 구분되면서 실제 차선의 색상과는 유사하도록 하도록 헤드업 디스플레이(40)에 차선을 표시하여 시인성이 좋도록 함으로써 운전자의 안전운전을 안내할 수 있도록 한다.
S50 단계에서 헤드업 디스플레이(40)에 표시할 차선의 색상과 위치가 결정되면, 제어부(30)는 차선의 종류에 따른 차선의 영상을 생성하고(S60), 이를 헤드업 디스플레이(40)에 표시한다(S70).
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 좌측에는 황색실선으로 중앙선을 표시하고, 우측에는 흰색 점선으로 일반 차선을 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법에 따르면, 전방 영상으로부터 차선을 인식하여 종류를 분석하고, 차선의 종류와 색상을 설정하여 도로의 차선에 중첩하여 차선을 표시함으로써 차선을 종류를 구분할 수 있게 할 뿐만 아니라 차선의 시인성을 향상시킬 수 있으며, 전방 영상으로부터 차선을 인식할 때 차선 신뢰도에 따라 선택적으로 표시함으로써 차선으로 중첩으로 인한 혼동을 방지할 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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 영상 촬영부
20 : 칼라맵 저장부
30 : 제어부
40 : 헤드업 디스플레이

Claims (8)

  1. 차량의 전면 유리창에 영상을 디스플레이하는 헤드업 디스플레이;
    상기 차량에 설치되어 상기 차량의 전방 영상을 촬영하여 출력하는 영상 촬영부;
    빨간색(R), 초록색(G), 및 파란색(B)의 조도를 정의한 칼라맵을 저장하는 칼라맵 저장부; 및
    상기 영상 촬영부로부터 촬영된 상기 전방 영상으로부터 차선을 인식하고, 인식된 상기 차선의 종류를 분석하여 상기 차선의 종류에 따라 상기 칼라맵 저장부에 저장된 칼라맵에서 색상간 거리를 기반으로 시인성이 좋은 상기 차선의 색상을 결정하고 디스플레이할 상기 차선의 위치를 결정한 후, 표시할 상기 차선의 영상을 생성하여 상기 헤드업 디스플레이에 표시하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 차선을 인식할 때 차선 에지 성분을 추출하여 수치화한 차선 신뢰도와 설정값을 비교하여 상기 차선 신뢰도가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 차선을 분석하여 상기 차선을 표시하고,
    상기 칼라맵 저장부에 저장된 칼라맵으로부터 노면의 색상과는 멀고, 인식된 상기 차선의 색상과는 설정거리 이내인 색상으로 상기 차선의 색상을 결정하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 차선의 종류는, 실선, 이중선, 점선 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시장치.
  5. 제어부가 영상 촬영부로부터 차량의 전방 영상을 입력받아 차선을 인식하는 단계;
    상기 제어부가 인식된 상기 차선의 차선 신뢰도에 따라 인식된 상기 차선으로부터 상기 차선의 종류를 분석하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 차선의 종류를 분석한 후, 상기 차선의 종류에 따라 칼라맵 저장부에 저장된 빨간색(R), 초록색(G), 및 파란색(B)의 조도를 정의한 칼라맵에서 색상간 거리를 기반으로 시인성이 좋은 상기 차선의 색상을 결정하고, 디스플레이할 상기 차선의 위치를 결정하여 헤드업 디스플레이에 상기 차선을 표시하는 단계를 포함하되,
    상기 차선의 종류를 분석하는 단계는, 상기 제어부가 상기 차선을 인식할 때 차선 에지 성분을 추출하여 수치화한 차선 신뢰도와 설정값을 비교하여 상기 차선 신뢰도가 상기 설정값 이하인 경우 상기 차선의 종류를 분석하고,
    상기 헤드업 디스플레이에 상기 차선을 표시하는 단계는, 상기 제어부가 칼라맵 저장부에 저장된 칼라맵으로부터 노면의 색상과는 멀고, 인식된 상기 차선의 색상과는 설정거리 이내인 색상으로 상기 차선의 색상을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서, 상기 차선의 종류는, 실선, 이중선, 점선 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 표시방법.
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