KR101798043B1 - Method and apparatus for calculating 3 dimensional coordinate of vlc light source - Google Patents
Method and apparatus for calculating 3 dimensional coordinate of vlc light source Download PDFInfo
- Publication number
- KR101798043B1 KR101798043B1 KR1020170068810A KR20170068810A KR101798043B1 KR 101798043 B1 KR101798043 B1 KR 101798043B1 KR 1020170068810 A KR1020170068810 A KR 1020170068810A KR 20170068810 A KR20170068810 A KR 20170068810A KR 101798043 B1 KR101798043 B1 KR 101798043B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image block
- light source
- vlc light
- target image
- camera
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 47
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 33
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 19
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/16—Anti-collision systems
- G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/116—Visible light communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/502—LED transmitters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
- B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
- B60W2420/403—Image sensing, e.g. optical camera
-
- B60W2420/42—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전방 차량에 배치된 VLC(Visible Light Communication, 가시광통신) 광원의 3차원 좌표를 산출하기 위한, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 들어 이종 산업 간 융합에서 주목받고 있는 자동차 기술을 통칭하는 스마트 카(Smart Car)는 네트워크 접속이 가능하고 무선 통신을 통해 차량의 내부와 외부 네트워크가 상호 연결되는 물리적 시스템을 갖춘 자동차를 의미한다.Smart Car, which collectively refers to automobile technology that has been attracting attention in the fusion between different industries, refers to a vehicle having a physical system in which a network can be connected and internal and external networks of a vehicle are interconnected through wireless communication.
이러한, 스마트 카에 적용되는 대표적인 기술로는 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems, 첨단 운전자 보조 시스템), 자율주행 시스템 등이 있으며, 이러한 스마트 카를 구현하기 위해서는 전방의 차량과 후방의 차량 간의 통신이 중요하며, 이러한 전방 차량과 후방 차량 간의 통신을 위해서 VLC(Visible Light Communication, 가시광통신) 통신 방법이 활용되고 있다.Typical technologies applied to smart cars include ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) and autonomous driving systems. In order to implement such a smart car, communication between the vehicle ahead and the vehicle behind the vehicle is important, A VLC (Visible Light Communication) communication method is used for communication between the front vehicle and the rear vehicle.
이러한, VLC는 파장 영역 400nm~700nm의 가시광을 이용하여 정보를 전달하는 통신 기술로, 발광 다이오드(LED) 등의 광원에서 방출하는 가시광선을 사람의 눈에는 보이지 않는 속도로 빠르게 점멸시켜 정보를 보내는 기술을 의미한다.VLC is a communication technology that transmits information by using visible light in a wavelength range of 400 nm to 700 nm. It rapidly blinks visible light emitted from a light source such as a light emitting diode (LED) Technology.
이러한 VLC 가 전방 차량과 후방 차량 간의 통신을 위해서 활용되는 경우, 전방 차량의 후방에 배치된 VLC 광원은 빠른 속도로 점멸하며, 후방 차량의 전방에 배치된 카메라는 전방 차량의 VLC 광원을 인식하여 정보를 수신하게 된다.When the VLC is utilized for communication between the front vehicle and the rear vehicle, the VLC light source disposed at the rear of the front vehicle blinks at a high speed, and the camera disposed in front of the rear vehicle recognizes the VLC light source of the front vehicle, .
기존의 VLC 기반의 차량 보조 시스템에서는 주로 전방 차량에서 송신하는 VLC 광원의 신호를 단일카메라로 수신하여, VLC 광원의 신호에 포함되어 있는 브레이크 감속 등의 정보를 활용하여 전후방 차량 상호 간의 충돌을 방지하는 수준에 그치는 문제가 있다.In a conventional VLC-based vehicle aiding system, a signal of a VLC light source transmitted from a forward vehicle is received by a single camera, and information such as a brake deceleration included in the signal of the VLC light source is utilized to prevent collision between the vehicles There is a problem of level.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 카메라로부터 수집된 복수의 전방 영상 중 전방 차량의 VLC 광원을 포함하는 영상인 대상 영상 블록을 추출한 뒤, 이를 통해 복수의 전방 영상 각각에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 좌표를 산출하고, 산출된 2차원 좌표에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the problem described above, and it is an object of the present invention to extract a target image block which is a video including a VLC light source of a forward vehicle among a plurality of forward images collected from a plurality of cameras, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle and calculates the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle based on the calculated two-dimensional coordinate.
더 나아가, 본 발명의 목적은 산출된 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 산출하기 위함이다.Furthermore, it is an object of the present invention to calculate the movement locus of the front vehicle based on the calculated three-dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, acceleration information of the front vehicle received from the VLC light source of the front vehicle, and angular velocity information of the front vehicle .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법은, 대상 영상 블록 선택부가, 복수의 카메라 각각에 대응되도록 수집된 복수의 전방 영상 각각을 분할한 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원을 포함하는 대상 영상 블록을 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택하는 단계, 2차원 영상 좌표 산출부가, 복수의 전방 영상 각각에 포함된 대상 영상 블록에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표를 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출하는 단계 및 3차원 좌표 산출부가, 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표 및 복수의 카메라 상호간의 위치 관계에 기초하여, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source, the method comprising: a target image block selection unit for selecting a plurality of target images, Selecting a target image block including a VLC light source of a forward vehicle among a plurality of image blocks, for each of a plurality of forward images, calculating a two-dimensional image coordinate of the forward vehicle based on a target image block included in each of the plurality of forward images, Calculating a two-dimensional image coordinate of the VLC light source for each of the plurality of forward images, and calculating a three-dimensional coordinate of the front vehicle based on the two-dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle and the positional relationship between the plurality of cameras. And calculating the three-dimensional coordinates of the VLC light source.
예를 들어, 대상 영상 블록을 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택하는 단계는, 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 복수의 영상 블록을 결정하는 단계 및 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합에 기초하여 복수의 전방 영상 각각에 대한 대상 영상 블록을 선택하는 단계를 포함한다.For example, the step of selecting the target image block for each of the plurality of forward images may include the steps of: dividing each of the plurality of forward images to determine a plurality of image blocks; And selecting a target image block for each of the plurality of forward images based on the sum of the intensity values by the image frames.
예컨대, 대상 영상 블록을 선택하는 단계 이후에, 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 단계를 더 포함한다.For example, after the step of selecting the target image block, the step of comparing the size of the target image block with the size of the predetermined lowest image block is further included.
일 실시예에 따라, 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우, 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정하는 단계를 더 포함하며, 복수의 영상 블록을 결정하는 단계, 대상 영상 블록을 선택하는 단계 및 비교하는 단계로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클은 상위 영상 블록에 대하여 수행되고, 대상 영상 블록 선택 사이클은 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일해질 때까지 반복 수행된다.According to an embodiment, when the size of the target image block is larger than the size of the preset lowest level image block, setting the target image block as an upper image block includes determining a plurality of image blocks, Selecting a block and performing a comparison are performed for an upper image block, and a target image block selection cycle is performed until a size of a target image block becomes equal to a size of a lowest-ranked image block set in advance Repeatedly.
예컨대, 대상 영상 블록을 선택하는 단계는, 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 기설정된 시간 동안 산출하는 단계, 기설정된 시간 동안 산출된 영상 프레임별 총합에 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하여 복수의 영상 블록 각각에 대응되는 복수의 주파수 영역 파형을 각각 생성하는 단계 및 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택하는 단계를 포함한다.For example, the step of selecting a target image block may include calculating a sum of intensity values of each of a plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks for each of the image frames for a predetermined period of time, Generating a plurality of frequency domain waveforms corresponding to each of the plurality of image blocks by applying a predetermined Fourier transform to each of the plurality of frequency domain waveforms; As a target image block.
예를 들어, 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix) 중 적어도 하나에 기초하여 산출된다.For example, when the plurality of cameras are two cameras, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle are obtained by dividing the two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the first camera ), The two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera A translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, .
일 실시예에 따라, 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 아래 수학식 1에 기초하여 산출된다.According to one embodiment, when the plurality of cameras is two cameras, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle are calculated based on the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이때, 는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 는 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, 는 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, x는 , t는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), rk는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix)의 k번째 행을 의미하고, 은 내적을 의미한다.At this time, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, Dimensional image coordinate of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera, x , t is a translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, r k is a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, ≪ / RTI >< RTI ID = Is the inner product.
일 실시예에 따르면, 이동 궤적 산출부가, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계를 더 포함한다.According to one embodiment, the movement locus calculating section calculates the movement locus of the preceding vehicle based on the three-dimensional coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle, the acceleration information of the preceding vehicle received from the VLC light source of the preceding vehicle, and the angular velocity information of the preceding vehicle The method comprising the steps of:
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치는 복수의 카메라 각각에 대응되도록 수집된 복수의 전방 영상 각각을 분할한 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원을 포함하는 대상 영상 블록을 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택하는 대상 영상 블록 선택부, 복수의 전방 영상 각각에 포함된 대상 영상 블록에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표를 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출하는 2차원 영상 좌표 산출부 및 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표 및 복수의 카메라 상호간의 위치 관계에 기초하여, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 3차원 좌표 산출부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source, the apparatus comprising: a plurality of image blocks, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle based on the target image block included in each of the plurality of forward images, the target image block selecting unit selecting the target image block including the light source for each of the plurality of forward images, Dimensional coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle based on the two-dimensional image coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle and the positional relationship between the plurality of cameras, And a coordinate calculation unit.
일 실시예에 따라, 대상 영상 블록 선택부는, 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 상기 복수의 영상 블록을 결정하고, 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합에 기초하여 복수의 전방 영상 각각에 대한 상기 대상 영상 블록을 선택한다.According to an embodiment, the target image block selection unit determines the plurality of image blocks by dividing each of the plurality of forward images, and calculates a sum of the intensity values of the plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks, The target image block for each of the plurality of forward images is selected.
예를 들어, 대상 영상 블록을 선택한 이후에, 대상 영상 블록 선택부는, 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교한다.For example, after selecting the target image block, the target image block selection unit compares the size of the target image block with the size of the lowest-ranked image block set in advance.
예를 들어, 대상 영상 블록의 크기가 상기 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우, 대상 영상 블록 선택부는, 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정하고, 대상 영상 블록 선택부가, 복수의 영상 블록을 결정하는 동작, 대상 영상 블록을 선택하는 동작 및 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 동작으로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클은 상위 영상 블록에 대하여 수행되고, 대상 영상 블록 선택 사이클은 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일해질 때까지 반복 수행된다.For example, when the size of the target image block is larger than the size of the preset lowest image block, the target image block selecting unit sets the target image block as an upper image block, and the target image block selecting unit, A target image block selection cycle consisting of an operation of selecting a target image block and an operation of comparing a size of a target image block with a size of a preset lowest image block is performed for an upper image block, The cycle is repeated until the size of the target image block becomes equal to the size of the lowest-order image block set in advance.
예컨대, 대상 영상 블록 선택부는, 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 기설정된 시간 동안 산출하고, 기설정된 시간 동안 산출된 영상 프레임별 총합에 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하여 복수의 영상 블록 각각에 대응되는 복수의 주파수 영역 파형을 각각 생성하고, 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택한다.For example, the target image block selection unit may calculate the sum of the intensity values of the plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks for each image frame over a predetermined period of time, And generating a plurality of frequency domain waveforms corresponding to each of the plurality of image blocks by applying a transform (Fourier Transform), generating a plurality of frequency domain waveforms corresponding to frequency domain waveforms including frequency components of a plurality of frequency domain waveforms, As a target image block.
예컨대, 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix) 중 적어도 하나에 기초하여 산출된다.For example, when the plurality of cameras are two cameras, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle are the two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the first camera ), The two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera A translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, .
일 실시예에 따라, 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 아래 수학식 1에 기초하여 산출된다.According to one embodiment, when the plurality of cameras is two cameras, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle are calculated based on the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이때, 는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 는 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, 는 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, x는 , t는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), rk는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix)의 k번째 행을 의미하고, 은 내적을 의미한다.At this time, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, Dimensional image coordinate of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera, x , t is a translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, r k is a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, ≪ / RTI >< RTI ID = Is the inner product.
예컨대, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 이동 궤적 산출부를 더 포함한다.For example, a movement locus calculating section that generates a locus of movement of the front vehicle based on the three-dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, the acceleration information of the front vehicle received from the VLC light source of the front vehicle, and the angular velocity information of the front vehicle .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 카메라로부터 수집된 복수의 전방 영상 중 전방 차량의 VLC 광원을 포함하는 영상인 대상 영상 블록을 추출한 뒤, 이를 통해 복수의 전방 영상 각각에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 좌표를 산출하고, 산출된 2차원 좌표에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출함으로써, 전방 영상의 전체 영상을 활용하지 않고 일부 영상 블록만을 활용하고도 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 좌표를 산출할 수 있어, 전방 영상 전체로부터 VLC 광원의 위치를 판별하는 방식에 비해 복수의 카메라 각각의 프레임 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a target image block, which is a video including a VLC light source of a preceding vehicle, is extracted from a plurality of forward images collected from a plurality of cameras, and then a VLC light source Dimensional coordinate of the forward vehicle and calculates the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle based on the calculated two-dimensional coordinates. Thus, even if only a part of the image block is utilized without utilizing the entire image of the forward image, It is possible to increase the frame rate of each of the plurality of cameras as compared with a method of determining the position of the VLC light source from the entire forward image.
더 나아가, 본 발명에 따르면, 산출된 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 산출함으로써, 보다 정밀하게 충돌을 예방할 수 있다.Further, according to the present invention, the movement locus of the preceding vehicle is calculated based on the three-dimensional coordinate of the calculated VLC light source of the front vehicle, the acceleration information of the front vehicle received from the VLC light source of the preceding vehicle, and the angular velocity information of the preceding vehicle Thus, collision can be prevented more precisely.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치가 적용된 차량 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법에서 대상 영상 블록을 선택하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법에서 복수의 영상 블록 중 대상 영상 블록을 선택하는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법에서 대상 영상 블록을 선택하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치에서 전방 차량의 VLC 광원이 송신하는 신호의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치에서 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치에서 전방 차량의 이동 궤적을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치에서 전방 차량의 이동 궤적을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a vehicle system to which a three-dimensional coordinate calculation apparatus for a VLC light source is applied, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a three-dimensional coordinate calculation apparatus for a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart for explaining a three-dimensional coordinate calculation method of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flow chart for explaining a step of selecting a target image block in a three-dimensional coordinate calculation method of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining a concrete example of selecting a target image block among a plurality of image blocks in the method of calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a step of selecting a target image block in the three-dimensional coordinate calculation method of the VLC light source according to the embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a structure of a signal transmitted by a VLC light source of a forward vehicle in a method and apparatus for three-dimensional coordinate calculation of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a method for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source of a front vehicle in a three-dimensional coordinate calculation method and apparatus of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a method for calculating a movement locus of a front vehicle in a method and apparatus for three-dimensional coordinate calculation of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a method of calculating a movement locus of a front vehicle in a method and apparatus for three-dimensional coordinate calculation of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, a method and an apparatus for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치가 적용된 차량 시스템을 설명한다.1, a method and apparatus for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치가 적용된 차량 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a vehicle system to which a three-dimensional coordinate calculation apparatus for a VLC light source is applied, according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치가 적용된 차량 시스템(10)은 복수의 카메라(11, 12), VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200) 및 VLC 광원(13)을 포함한다.1, a
복수의 카메라(11, 12)는 차량 시스템(10)의 전방에 배치될 수 있으며, 차량의 전방 영상을 촬영함으로써, 전방 차량의 후방에 위치한 VLC 광원(미도시)를 인식할 수 있다.The plurality of
일 실시예에 따르면, 복수의 카메라(11, 12)는 차량 시스템(10)의 전방에 부착될 수 있으며, 적어도 1000 fps 이상의 프레임 속도를 가지는 고속 카메라를 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the plurality of
예컨대, 복수의 카메라(11, 12)가 고속 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원(미도시)이 사용자의 시각에 인식될 수 없는 속도로 빠르게 깜빡이는 경우에서도 VLC 신호를 수신할 수 있다.For example, when the plurality of
예를 들어, 복수의 카메라(11, 12)는 고속 카메라로써 매우 높은 프레임 속도(초당 프레임 수)를 가지며 윈도잉(windowing) 기능 등을 활용하여 전방 영상 중 일부만을 수신함으로써 프레임 속도를 높일 수 있는 기능을 탑재할 수 있다.For example, the plurality of
예를 들어, 복수의 카메라(11, 12)가 고속 카메라인 이유는, 일반적인 카메라의 프레임속도는 30 fps 정도로 이를 이용하여 디코딩할 수 있는 VLC 광원의 깜빡임 속도는 15 Hz 정도가 되며, 이 경우 VLC 광원의 깜빡임 현상이 사용자에게 인식될 수 있어 사용자에게 불편함을 유발할 수 있기 때문이다.For example, the reason why the plurality of
또한, 전방 차량의 VLC 광원의 깜빡임 속도가 15 Hz로 디코딩 되는 경우, 매우 낮은 속도로 데이터가 전송되며 시간 당 전달되는 데이터의 양 뿐만 아니라 빠른 전달이 중요한 안전 관련 정보의 전달 시 과도한 지연을 유발할 수 있기 때문이다.Also, when the flickering rate of the VLC light source of the front vehicle is decoded at 15 Hz, data is transmitted at a very low rate, and not only the amount of data delivered per hour, but also rapid delivery can cause excessive delays in delivering important safety- It is because.
따라서 복수의 카메라(11, 12)의 일 실시예인 고속 카메라는 500 fps 내지 1000 fps 이상의 프레임 속도를 가질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Accordingly, the high-speed camera, which is one embodiment of the plurality of
일 실시예에 따르면, 복수의 카메라(11, 12)는 전방 영상의 일부만을 탐지하는 윈도잉(Windowing) 기능을 포함할 수 있으며, 그 결과 복수의 카메라(11, 12)의 프레임 속도가 비약적으로 높아져 100000 fps 이상의 프레임 속도를 달성할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the plurality of
즉, 복수의 카메라(11, 12)는 상술한 윈도잉 기능을 통해 전방 영상 중 대상 영상 블록에 해당되는 부분적인 블록만을 수신함으로써 추가적으로 프레임 속도를 증가시켜 지연없이 VLC 정보를 수신할 수 있다.That is, the plurality of
이때, 복수의 카메라(11, 12)가 윈도잉 기능을 활용하는 경우에는 전방 영상 중 일부 블록인 대상 영상 블록만을 수신하여 전방 차량의 VLC 광원의 위치를 탐지하기 때문에, 전방 영상 중 전방 차량의 VLC 광원에 대응되는 위치를 탐지하는 방법이 필요할 수 있으며, 이러한 방법에 대한 보다 구체적인 설명은 이하 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.In this case, when the plurality of
VLC 광원(13)은 차량의 후면에 부착되어 가시광을 통해 정보를 전송할 수 있으며, VLC 광원(13)은 LED, 다수의 LED로 구성된 LED 어레이를 비롯하여 가시광을 발생할 수 있는 각종 장치를 의미할 수 있다.The VLC
이러한, VLC 광원(13)은 LED의 깜빡임을 이용한 OOK(on-off keying)이나 OFDM, PPM(pulse position modulation) 등의 각종 변조 기법을 이용하여 정보를 송신할 수 있으며, VLC 광원(13)은 차량의 식별자, 차량의 각속도 정보 및 차량의 가속도 정보를 포함한 VLC 프레임(frame)을 주기적으로 송신할 수 있다.The VLC
일 실시예에 따르면, VLC 광원(13)은 차량의 후방에 부착된 후미등, VLC 통신을 위해 별도로 매설된 LED 어레이 등을 의미할 수 있으나, 본 발명에서 의미하는 VLC 광원(13)은 특정 LED 어레이의 종류로 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the VLC
이제 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시에에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)를 설명한다.Referring now to FIG. 2, an
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a three-dimensional coordinate calculation apparatus for a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)는 대상 영상 블록 선택부(210), 2차원 영상 좌표 산출부(220) 및 3차원 좌표 산출부(230)를 포함한다.2, the VLC light source three-dimensional coordinate
일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)는 이동 궤적 산출부(240)를 더 포함할 수도 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.2, the
이때, 대상 영상 블록 선택부(210)는 차량에 부착된 복수의 카메라(11, 12) 각각으로부터 전방 영상을 수신한다.At this time, the target image
복수의 카메라(11, 12) 각각에 대한 보다 구체적인 설명은 상술한 바와 같으며, 이때, 복수의 카메라(11, 12) 각각은 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 전방 영상을 수신하여 대상 영상 블록 선택부(210)에 전달할 수 있다.Each of the plurality of
대상 영상 블록 선택부(210)는 복수의 카메라 각각에 대응되도록 수집된 복수의 전방 영상 각각을 분할한 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원을 포함하는 대상 영상 블록을 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택한다.The target image
이때, 복수의 전방 영상 각각은 복수의 카메라(11, 12) 각각이 전방을 촬영한 영상을 의미할 수 있다.At this time, each of the plurality of forward images may refer to an image in which a plurality of
예를 들어, 복수의 영상 블록은 복수의 전방 영상 각각을 기설정된 크기로 분할한 전방 영상의 미소 단위를 의미할 수 있으며, 복수의 전방 영상 각각은 복수의 영상 블록으로 분할 될 수 있다.For example, the plurality of image blocks may be a small unit of a forward image obtained by dividing each of the plurality of forward images into predetermined sizes, and each of the plurality of forward images may be divided into a plurality of image blocks.
예컨대, 대상 영상 블록은 전방 영상을 분할한 복수의 영상 블록 중에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 영상을 포함하는 영상 블록을 의미할 수 있으며, 이때 대상 영상 블록은 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택될 수 있다.For example, the target image block may be an image block including an image of the VLC
보다 상세하게, 대상 영상 블록 선택부(210)는, 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 복수의 영상 블록을 결정하고, 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합에 기초하여 복수의 전방 영상 각각에 대한 대상 영상 블록을 선택한다.More specifically, the target image
예를 들어, 대상 영상 블록을 선택한 이후에, 대상 영상 블록 선택부(210)는, 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교할 수 있다.For example, after selecting the target image block, the target image
예를 들어, 최하위 영상 블록은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)가 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출하기 위하여 미리 설정한 최소 단위의 영상 블록을 의미할 수 있다.For example, the lowest image block is a minimum image block in which the
상기한 비교결과, 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우, 대상 영상 블록 선택부(210)는, 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정하고, 대상 영상 블록 선택부(210)가, 복수의 영상 블록을 결정하는 동작, 대상 영상 블록을 선택하는 동작 및 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 동작으로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클은 상위 영상 블록에 대하여 수행되고, 대상 영상 블록 선택 사이클은 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일해질 때까지 반복 수행될 수 있다.If it is determined that the size of the target image block is larger than the predetermined size of the lowest image block, the target image
예를 들어, 전방 영상의 크기가 16X16이며, 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기가 4X4이고, 대상 영상 블록을 선택하기 위해 대상 영상 블록 선택부(210)가 상위 영상 블록을 2개의 영상 블록으로 분할하는 경우를 예로 들어, 대상 영상 블록 선택부(210)의 동작을 설명한다.For example, when the size of the forward image is 16 × 16, the size of the preset lowest image block is 4 × 4, and the object image
이 경우, 대상 영상 블록 선택부(210)는 전방 영상을 8X16의 크기를 가지는 2개의 영상 블록으로 분할한 뒤, 2개의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택하고, 대상 영상 블록의 크기인 8X16을 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기인 4X4와 비교한다.In this case, the target image
이때, 대상 영상 블록의 크기인 8X16은 최하위 영상 블록의 크기인 4X4 보다 크기 때문에, 대상 영상 블록 선택부(210)는 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정한다.At this time, since the size of the target image block 8X16 is larger than the size of the lowest image block 4X4, the target image
그 뒤, 대상 영상 블록 선택부(210)는 설정된 상위 영상 블록을 8X8의 크기를 가지는 2개의 영상 블록으로 분할한 뒤, 2개의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택하고, 대상 영상 블록의 크기인 8X8을 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기인 4X4와 비교한다.Thereafter, the target image
마찬가지로, 대상 영상 블록의 크기인 8X8은 최하위 영상 블록의 크기인 4X4 보다 크기 때문에, 대상 영상 블록 선택부(210)는 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 다시 설정한다.Likewise, since the size of the object image block 8X8 is larger than the size of the lowest image block 4X4, the object image
상술한 동작은 결정된 대상 영상 블록의 크기가 4X4가 될 때까지 반복될 수 있으며, 최종적으로 결정된 대상 영상 블록의 크기가 4X4가 되는 경우 상술한 동작은 중지될 수 있다.The above operation can be repeated until the size of the determined target image block becomes 4X4, and if the size of the finally determined target image block is 4X4, the above operation can be stopped.
즉, 대상 영상 블록 선택부(210)는 복수의 카메라(11, 12) 중 적어도 하나의 카메라가 수집한 전방 영상을 반복적으로 분할하여, 미리 설정된 크기의 최하위 영상 블록과 동일한 크기의 대상 영상 블록이 결정될 때까지 상술한 동작을 반복할 수 있다.That is, the target image
그 결과, 최종적으로 결정된 대상 영상 블록은 최하위 영상 블록과 동일한 크기를 가지되, 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록으로 결정될 수 있다.As a result, the finally determined target image block has the same size as the lowest image block, and can be determined as an image block including the VLC
예를 들어, 최하위 영상 블록은 전방 영상을 분할하는 미소 단위인 복수의 영상 블록 중 크기가 가장 작은 영상 블록을 의미할 수 있으며, 최하위 영상 블록의 크기는 미리 설정되어 대상 영상 블록 선택부(210)에 저장될 수 있다.For example, the lowest image block may be an image block having the smallest size among a plurality of image blocks, which are small units for dividing a forward image, and the size of the lowest image block may be preset, Lt; / RTI >
예컨대, 상위 영상 블록은 1회의 대상 영상 블록 선택 사이클을 통해 결정된 대상 영상 블록의 크기가 아직 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우, 대상 영상 블록 선택부(210)에 의해 설정되어, 다음 대상 영상 블록 선택 사이클에서 분할의 대상이 되는 영상 블록을 의미할 수 있다.For example, when the size of the target image block determined through one target image block selection cycle is larger than the size of the lowest image block, the upper image block is set by the target image
이때, 대상 영상 블록 선택 사이클은 전방 영상 또는 상위 영상 블록을 복수의 영상 블록으로 분할하는 제1 단계, 복수의 영상 블록에 기설정된 기준을 적용하여 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택하는 제2 단계, 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 제3 단계를 포함하는 사이클로 정의한다.At this time, the target image block selection cycle includes a first step of dividing the forward image or the upper image block into a plurality of image blocks, the image block including the VLC
이때, 대상 영상 블록 선택 사이클의 최초 시행 회차는 전방 영상에 대하여 대상 영상 블록 선택 사이클이 수행되고 2회차 시행부터는 상위 영상 블록에 대하여 대상 영상 블록 선택 사이클이 수행될 수 있다.At this time, the object block selection cycle is performed for the forward image and the object image block selection cycle for the upper image block is performed from the second round of execution.
이때, 대상 영상 블록 선택부(210)가 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록인 대상 영상 블록을 결정하기 위해 다음과 같은 방법을 적용할 수 있다.At this time, the following method may be applied to the target image
대상 영상 블록 선택부(210)는, 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 기설정된 시간 동안 산출하고, 기설정된 시간 동안 산출된 영상 프레임별 총합에 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하여 복수의 영상 블록 각각에 대응되는 복수의 주파수 영역 파형을 각각 생성하고, 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택한다.The target image
2차원 영상 좌표 산출부(220)는 복수의 전방 영상 각각에 포함된 대상 영상 블록에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표를 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출한다.The two-dimensional image coordinate
3차원 좌표 산출부(230)는 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표 및 복수의 카메라 상호간의 위치 관계에 기초하여, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출한다.The three-dimensional coordinate
예컨대, 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix) 중 적어도 하나에 기초하여 산출된다.For example, when the plurality of cameras are two cameras, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle are the two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the first camera ), The two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera A translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, .
이때, 이동 벡터 및 회전변환행렬 각각은 종래의 각종 스테레오 카메라에서 카메라간의 위치관계를 나타내기 위한 파라미터로써 기 공지된 바와 같으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.Here, the motion vector and the rotation transformation matrix are known as parameters for indicating the positional relationship between cameras in various conventional stereo cameras, and a detailed description thereof will be omitted.
예컨대, 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 아래 수학식 1에 기초하여 산출된다.For example, when the plurality of cameras is two cameras, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle are calculated based on the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이때, 는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 는 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, 는 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, x는 , t는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), rk는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix)의 k번째 행을 의미하고, 은 내적을 의미한다.At this time, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, Dimensional image coordinate of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera, x , t is a translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, r k is a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, ≪ / RTI >< RTI ID = Is the inner product.
예를 들어, 이동 궤적 산출부(240)는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 생성한다.For example, based on the three-dimensional coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle, the acceleration information of the preceding vehicle received from the VLC light source of the preceding vehicle, and the angular velocity information of the preceding vehicle, the movement
이제, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)에 대한 보다 구체적인 설명은 이하 도 3 내지 도 10을 참조하여 후술하도록 하며, 중복되는 설명은 생략한다.Now, a more detailed description of the
이제, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법을 설명한다.Now, referring to FIG. 3, a three-dimensional coordinate calculation method of a VLC light source according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart for explaining a three-dimensional coordinate calculation method of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출방법은 대상 영상 블록을 선택하는 단계(S310), 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표를 산출하는 단계(S320) 및 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 단계(S330)를 포함한다.3, a method for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to an exemplary embodiment of the present invention includes selecting a target image block S310, calculating a two-dimensional image coordinate of a VLC light source of a forward vehicle (S320) and calculating the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle (S330).
S310 단계는, 대상 영상 블록 선택부(210)가, 복수의 카메라(11, 12) 각각에 대응되도록 수집된 복수의 전방 영상 각각을 분할한 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 대상 영상 블록을 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택하는 단계를 의미한다.In step S310, the target image
이때, S310 단계에서 선택하는 대상 영상 블록은 복수의 카메라(11, 12) 각각이 수집한 복수의 전방 영상을 분할한 복수의 영상 블록 중에서 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록을 의미할 수 있다.In this case, the target image block selected in step S310 is an image block including the VLC
이제 도 4 내지 도 6을 참조하여, S310 단계의 실시예를 설명한다.Referring now to Figures 4-6, an embodiment of step S310 will be described.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법에서 대상 영상 블록을 선택하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 도 5는 본 발명의 실시에에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법에서 복수의 영상 블록 중 대상 영상 블록을 선택하는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법에서 대상 영상 블록을 선택하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a flow chart for explaining a step of selecting a target image block in a three-dimensional coordinate calculation method of a VLC light source according to an embodiment of the present invention. 5 is a flowchart for explaining a concrete example of selecting a target image block among a plurality of image blocks in the method of calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram for explaining a step of selecting a target image block in the three-dimensional coordinate calculation method of the VLC light source according to the embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, S310 단계는 S311 단계, S312 단계, S313 단계 및 S314 단계를 포함한다.As shown in FIG. 4, step S310 includes steps S311, S312, S313, and S314.
S311 단계는 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 복수의 영상 블록을 결정하는 단계를 의미할 수 있다.Step S311 may refer to a step of determining a plurality of image blocks by dividing each of the plurality of forward images.
예를 들어, S314 단계를 걸쳐 상위 영상 블록이 설정된 경우 S311 단계는 상위 영상 블록을 분할하여 복수의 영상 블록을 결정하는 단계를 의미할 수 있다.For example, if an upper image block is set in step S314, step S311 may be a step of dividing an upper image block to determine a plurality of image blocks.
즉, 상술한 대상 영상 블록 선택 사이클의 1회차에서 S311 단계는 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 복수의 영상 블록을 결정하는 단계를 의미할 수 있고, 2회차 이후부터 S311 단계는 상위 영상 블록을 분할하여 복수의 영상 블록을 결정하는 단계를 의미할 수 있다.That is, in the above-described first to third steps of the target image block selection cycle, step S311 may be a step of dividing each of the plurality of forward images to determine a plurality of image blocks. And determining a plurality of image blocks.
이때, 전방 영상 또는 상위 영상 블록을 분할하여 생성된 복수의 영상 블록의 개수는 대상 영상 블록 선택부(210)에 미리 설정되어 저장될 수 있다.At this time, the number of the plurality of image blocks generated by dividing the forward image or the upper image block may be preset and stored in the object image
예컨대, S311 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210)가 전방 영상 또는 상위 영상 블록을 분할하여 2개의 영상 블록을 생성하는 경우, 대상 영상 블록 선택부(210)는 전방 영상 또는 상위 영상 블록을 2개의 영상 블록으로 분할할 수 있다.For example, in step S311, when the target image
예를 들어, 전방 영상 또는 상위 영상 블록이 16X16의 크기를 가지는 경우 S311 단계를 통해 분할된 2개의 영상 블록 각각은 8X16의 크기를 가질 수 있다.For example, if the forward image or the upper image block has a size of 16X16, each of the two image blocks divided through S311 may have a size of 8X16.
S312 단계는, 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록인 대상 영상 블록을 결정하는 단계를 의미할 수 있다.Step S312 may include determining a target image block, which is an image block including the VLC
보다 상세하게, S312 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210)는 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합에 기초하여 복수의 전방 영상 각각에 대한 대상 영상 블록을 선택한다.More specifically, in step S312, the target image
이때, S312 단계에 대한 보다 구체적인 설명은 이하 도 5를 참조하여 후술하도록 하며 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, a more detailed description of step S312 will be described later with reference to FIG. 5, and redundant description will be omitted.
S312 단계 이후에 수행되는 S313 단계는 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 단계를 의미할 수 있다.The step S313 performed after the step S312 may be a step of comparing the size of the target image block with the size of the lowest image block set in advance.
S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 같으면, 도 3에 도시된 S320 단계가 수행될 수 있다.If the size of the target image block is equal to the size of the lowest-ranked image block as a result of the comparison in step S313, step S320 shown in FIG. 3 may be performed.
이때, 상술한 바와 같이 복수의 카메라(11, 12) 각각은 윈도잉 기능을 지원하는 고속 카메라일 수 있기 때문에, 전방 영상의 전체로부터 분할된 영상 블록으로부터 영상데이터를 수신할 수 있으며, 수신되는 영상 블록의 크기가 작을수록 높은 프레임의 속도를 달성할 수 있게 된다.As described above, since each of the plurality of
따라서, S313 단계에서 판단 결과 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일하다면, 복수의 카메라(11, 12) 각각이 수신하는 영상 블록의 크기가 매우 작아지기 때문에, 복수의 카메라(11, 12)는 매우 높은 프레임 속도를 달성할 수 있는 효과가 생기게 된다.Accordingly, if it is determined in step S313 that the size of the target image block including the VLC
한편, S313 단계의 판단 결과, 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우, S314 단계가 수행된다.On the other hand, if it is determined in step S313 that the size of the target image block is larger than the preset size of the lowest image block, step S314 is performed.
이때, S314 단계는 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정하는 단계를 의미할 수 있다.In this case, step S314 may mean setting the target image block as an upper image block.
이 경우, 대상 영상 블록은 아직 최하위 영상 블록보다 크기가 크기 때문에 아직 추가적으로 분할할 수 있는 영상 블록에 해당된다.In this case, since the target image block is larger than the lowest image block yet, it corresponds to an image block that can be further divided.
그 결과, S314 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210) 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정한 뒤, 상위 영상 블록에 대하여 상술한 S311 단계, S312 단계 및 S313 단계를 재귀적으로 반복하여, 최종적으로 선택된 대상 영상 블록의 크기가 최하위 영상 블록의 크기와 같아질 때까지 대상 영상 블록 선택 사이클을 반복할 수 있다.As a result, in step S314, the target image
상술한 바와 같이, 대상 영상 블록 선택 사이클은 상술한 S311 단계, S312 단계 및 S313 단계를 반복적으로 수행하는 사이클을 의미할 수 있으며, 대상 영상 블록 선택 사이클의 1회차 수행회차에서는 전방 영상에 대해 상술한 S311 단계, S312 단계 및 S313 단계가 수행될 수 있고, 2회차 이후 수행회차에서는 상위 영상 블록에 대해 상술한 S311 단계, S312 단계 및 S313 단계가 수행될 수 있다.As described above, the target image block selection cycle may be a cycle for repeatedly performing the steps S311, S312, and S313 described above. In the first round of the target image block selection cycle, Steps S311, S312, and S313 may be performed, and steps S311, S312, and S313 may be performed on the upper image block in the second and subsequent times.
다시 말해, 복수의 영상 블록을 결정하는 단계(S311), 대상 영상 블록을 선택하는 단계(S312) 및 비교하는 단계(S313)로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클은 상위 영상 블록에 대하여 수행되고, 대상 영상 블록 선택 사이클은 대상 영상 블록의 크기가 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일해질 때까지 반복 수행될 수 있다.In other words, a target image block selection cycle including a step S311 of determining a plurality of image blocks, a step S312 of selecting a target image block, and a step S313 of comparing are performed for an upper image block, The image block selection cycle can be repeated until the size of the target image block becomes equal to the size of the lowest-order image block set in advance.
이제 도 6을 참조하여, 상술한 S311 단계, S312 단계 및 S313 단계로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클 및 S314 단계의 수행 과정에 대한 일 실시예를 설명한다.Referring now to FIG. 6, an embodiment of a target image block selection cycle consisting of S311, S312, and S313 and S314 will be described.
도 6에 도시된 영상은 복수의 카메라(11, 12) 중 하나의 카메라(11)에 의해 수집된 전방 영상을 도시하며, 최하위 영상 블록의 크기는 영상 블록(a22122111) 및 영상 블록(a22122112)과 같은 크기로 미리 설정되었다고 가정한다.The image shown in FIG. 6 shows a forward image collected by one of the
이하, 상술한 대상 영상 블록 선택 사이클을 반복적으로 적용하여 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록 중 최하위 영상 블록과 동일한 크기를 가지는 대상 영상 블록을 결정하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of determining a target image block having the same size as the lowest image block among the image blocks including the VLC
상술한 대상 영상 블록 선택 사이클의 1회차 반복의 S311 단계에서는 전방 영상을 2개의 영상 블록(a1, a2)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a1, a2) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a2)을 대상 영상 블록(a2)으로 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a2)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.In step S311 of the first iteration of the target image block selection cycle, the forward image is divided into two image blocks a1 and a2. In step S312, the VLC light source of the forward vehicle among the two image blocks a1 and
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a2)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a2)은 상위 영상 블록(a2)으로 설정된다.At this time, since the size of the target image block a2 is larger than the size of the lowest image block a2122111 as a result of the comparison in step S313, the target image block a2 is set as the upper image block a2 through step S314 .
상위 영상 블록(a2)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 2회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a2)을 2개의 영상 블록(a21, a22)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a21, a22) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a22)을 대상 영상 블록(a22)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a22)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.In this case, in step S311, the upper image block a2 is divided into two image blocks a21 and a22. In step S312, the upper image block a2 is divided into two image blocks a21 and a22. The image block a22 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a22)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a22)은 상위 영상 블록(a22)으로 재설정된다.At this time, since the size of the target image block a22 is larger than the size of the lowest image block a22122111 as a result of the comparison in step S313, the target image block a22 is reset to the anterior image block a22 through step S314 .
상위 영상 블록(a22)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 3회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a22)을 2개의 영상 블록(a221, a222)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a221, a222) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a221)을 대상 영상 블록(a221)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a221)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.In this case, in step S311, the upper image block a22 is divided into two image blocks a221 and a222, and in step S312, the upper image block a22 is divided into two image blocks a221 and a222, The image block a221 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a221)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a221)은 상위 영상 블록(a221)으로 재설정된다.At this time, since the size of the target image block a221 is larger than the size of the lowest image block a2122111 as a result of the comparison in step S313, the target image block a221 is reset to the anterior image block a221 through step S314 .
상위 영상 블록(a221)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 4회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a221)을 2개의 영상 블록(a2211, a2212)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a2211, a2212) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a2212)을 대상 영상 블록(a2212)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a2212)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.In this case, in step S311, the upper image block a221 is divided into two image blocks a2211 and a2212. In step S312, the upper image block a221 is divided into two image blocks a2211 and a2212, The image block a2212 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a2212)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a2212)은 상위 영상 블록(a2212)으로 재설정된다.At this time, since the size of the target image block a2212 is larger than the size of the lowest image block a22122111 as a result of the comparison in step S313, the target image block a2212 is reset to the anterior image block a2212 through step S314 .
상위 영상 블록(a2212)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 5회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a2212)을 2개의 영상 블록(a22121, a22122)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a22121, a22122) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a22122)을 대상 영상 블록(a22122)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a22122)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.When the upper image block a2212 is set, the fifth iteration of the target image block selection cycle is started. In this case, the upper image block a2212 is divided into two image blocks a22121 and a22122 in step S311, The image block a22122 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a22122)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a22122)은 상위 영상 블록(a22122)으로 재설정된다.At this time, since the size of the target image block a22122 is larger than the size of the lowest image block a22122111 as a result of the comparison in step S313, the target image block a22122 is reset to the anterior image block a22122 through step S314 .
상위 영상 블록(a22122)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 6회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a22122)을 2개의 영상 블록(a221221, a221222)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a221221, a221222) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a221221)을 대상 영상 블록(a221221)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a221221)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.In this case, the upper image block a22122 is divided into two image blocks a221221 and a221222 in step S311, and in step S312, The image block a221221 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a221221)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a221221)은 상위 영상 블록(a221221)으로 재설정된다.At this time, since the size of the target image block a221221 is larger than the size of the lowest image block (the size of a22122111) as a result of the comparison in step S313, the target image block a221221 is reset to the anterior image block a221221 through step S314 .
상위 영상 블록(a221221)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 7회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a221221)을 2개의 영상 블록(a2212211, a2212212)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a2212211, a2212212) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a2212211)을 대상 영상 블록(a2212211)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a2212211)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.If the upper image block a221221 is set, the seventh iteration of the target image block selection cycle starts. In this case, the upper image block a221221 is divided into two image blocks a2212211 and a2212212 in step S311, The image block a2212211 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a2212211)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)보다 크기 때문에, S314 단계를 통해 대상 영상 블록(a2212211)은 상위 영상 블록(a2212211)으로 재설정된다.At this time, since the size of the target image block a2212211 is larger than the size of the lowest image block (the size of a22122111) as a result of the comparison in step S313, the target image block a2212211 is reset to the anterior image block a2212211 through step S314 .
상위 영상 블록(a2212211)이 설정되면 대상 영상 블록 선택 사이클의 8회차 반복이 시작되며, 이 경우, S311 단계에서는 상위 영상 블록(a2212211)을 2개의 영상 블록(a22122111, a22122112)으로 분할하며, S312 단계에서는 2개의 영상 블록(a22122111, a22122112) 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a22122111)을 대상 영상 블록(a22122111)으로 다시 결정하며, S313 단계에서는 대상 영상 블록(a22122111)의 크기를 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 비교한다.In this case, the upper image block a2212211 is divided into two image blocks a22122111 and a22122112 in step S311, and in step S312, The image block a22122111 including the VLC
이때, S313 단계의 비교 결과 대상 영상 블록(a22122111)의 크기가 최하위 영상 블록의 크기(a22122111의 크기)와 같기 때문에, 상술한 대상 영상 블록 선택 사이클은 종료 되며, 최종적으로 선택된 대상 영상 블록(a22122111)이 대상 영상 블록 선택 사이클의 출력값이 될 수 있다.At this time, since the size of the target image block a22122111 is equal to the size of the lowest image block (the size of a22122111) as a result of the comparison in step S313, the target image block selection cycle described above is terminated, May be the output value of the target image block selection cycle.
한편, S310 단계에서 복수의 카메라(11, 12)를 통해 각각 수신되는 복수의 전방 영상에는 복수의 VLC 광원이 포함될 수도 있다.Meanwhile, a plurality of VLC light sources may be included in the plurality of forward images received through the plurality of
이는, 전방 영상에는 인접 차선의 다른 전방 차량에 대한 영상 등 복수의 전방 차량에 대한 영상이 포함될 수 있기 때문이며, S320 단계 및 S330 단계를 거쳐 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표를 산출하기 위해서는 복수의 카메라(11, 12) 각각이 수신한 복수의 전방 영상에서 추출한 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표가 서로 동일한 차량에 대한 영상 좌표이어야 한다.This is because the forward image may include an image of a plurality of forward vehicles such as an image of another forward vehicle of the adjacent lane, and calculating the three-dimensional coordinates of the VLC
이를 위해, 전방 차량의 VLC 광원(23)은 가시광통신 방법을 통해 자신의 식별자를 송신할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른, 대상 영상 블록 선택부(210)는 복수의 전방 영상에 포함된 복수의 VLC 광원 중 서로 동일한 식별자를 가지는 VLC 광원을 추적하여 대상 영상 블록을 각각 선택할 수 있다.To this end, the VLC
이제, 도 7을 참조하여 VLC 광원(13, 23)이 송신하는 VLC 송신 프레임을 통하여 식별자를 추출하는 방법을 설명한다.A method of extracting an identifier through a VLC transmission frame transmitted by the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치에서 전방 차량의 VLC 광원이 송신하는 신호의 구조를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a structure of a signal transmitted by a VLC light source of a forward vehicle in a method and apparatus for three-dimensional coordinate calculation of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, VLC 광원(13, 23)이 송신하는 VLC 송신 프레임은 프리엠블(Preamble), 식별자 및 차량 동역학 정보를 포함할 수 있으며, VLC 광원(13, 23)이 송신하는 신호는 복수의 VLC 송신 프레임을 포함할 수 있다.7, the VLC transmission frame transmitted by the
이때, 차량 동역학 정보는 적어도 전방 차량의 가속도 정보 및 각속도 정보를 포함할 수 있으며, 차량 동역학 정보는 이동 궤적 산출부(240)에 의해 전방 차량의 이동 궤적을 생성하기 위해 활용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.At this time, the vehicle dynamics information may include at least acceleration information and angular velocity information of the preceding vehicle, and the vehicle dynamics information may be utilized by the movement
즉, 대상 영상 블록 선택부(210)는 VLC 송신 프레임 중 프리엠블을 탐지하면 그 이후 이어지는 신호를 식별자로서 결정할 수 있다.That is, when the target image
이때, 대상 영상 블록 선택부(210)는 프리엠블의 탐지를 위하여 상관기(correlator, 미도시)를 포함할 수 있다.At this time, the target image
이때, 대상 영상 블록 선택부(210)는 프리엠블의 신호 패턴을 미리 저장할 수 있으며, 샘플 t에서의 프리엠블 신호를 a(t)라고 하면, 상관기(미도시)는 상술한 최하위 영상 블록과 동일한 크기의 대상 영상 블록(m)에서 수신되는 신호값 sm(t)에 대하여 결정 신호 x(t)를 산출할 수 있다.If the preamble signal in the sample t is a (t), then the correlator (not shown) is identical to the lowest video block described above It is possible to calculate the determination signal x (t) with respect to the signal value s m (t) received in the target image block m of the size.
상관기의 상술한 동작을 수식으로 표현하면 아래 수학식 2와 같다.The above-described operation of the correlator can be expressed by the following equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
이때, x(t)는 결정 신호, t는 샘플, T는 VLC 송신 프레임 중 프리엠블의 길이, a(t)는 프리엠블 신호, sm(t)는 대상 영상 블록(m)에서 수신되는 신호값을 의미한다.(T) is a decision signal, t is a sample, T is a length of a preamble among VLC transmission frames, a (t) is a preamble signal, and s m Lt; / RTI >
이때, 상관기(미도시)는 결정 신호 x(t)에서 피크(peak)를 탐지함으로써 프리엠블을 탐지하고 이를 통해, 식별자를 결정할 수 있으며, 식별자는 VLC 통신에서 사용되는 OOK, OFDM, PPM을 비롯한 각종 모듈레이션 방법으로 인코딩되어 있으며, 이를 수신함으로써 상관기(미도시)는 전방 차량의 VLC 광원(23)의 고유한 식별자를 검출할 수 있다.At this time, a correlator (not shown) detects a preamble by detecting a peak in the decision signal x (t), and through this, an identifier can be determined. The identifier includes OOK, OFDM, PPM used in VLC communication By receiving it, a correlator (not shown) can detect the unique identifier of the VLC
이때, 상관기(미도시)가 피크를 탐지하여 프리엠블을 탐지하여 식별자를 검출하는 보다 구체적인 동작은 이미 공지된 바와 같으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.At this time, a more specific operation in which the correlator (not shown) detects the peak and detects the preamble and detects the identifier is already known, and a detailed description thereof will be omitted.
한편, 상술한 S312 단계에서 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록인 대상 영상 블록을 결정하기 위해서는, 이미지의 형태인 영상 블록에서 VLC 광원(23)의 위치를 추적하는 것이 중요하다.In order to determine the target image block, which is the image block including the VLC
예를 들어, 도 6에 도시된 2개의 영상 블록(a1, a2) 중 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록(a2)을 대상 영상 블록(a2)으로 결정하기 위해서는, 2개의 영상 블록(a1, a2) 중 어떤 영상 블록이 VLC 광원(23)의 영상을 포함하는지 결정해야 한다.For example, in order to determine the image block a2 including the VLC
이하, 도 5를 참조하여, 복수의 영상 블록 중 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록인 대상 영상 블록을 결정하는 방법을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, a method of determining a target image block, which is an image block including the VLC
도 5에 도시된 바와 같이, S312 단계는 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀의 강도값의 영상 프레임별 총합을 산출하는 단계(S510), 영상 프레임별 총합에 푸리에 변환을 적용하여 주파수 영역 파형을 생성하는 단계(S520) 및 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택하는 단계(S530)를 포함한다.5, in operation S312, a sum of intensity values of a plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks is calculated for each image frame (S510), and a Fourier transform is applied to the sum of image frames A step S520 of generating a waveform and a step S530 of selecting an image block corresponding to a frequency domain waveform including a frequency component equal to or higher than a preset threshold value as a target image block in the frequency domain waveform.
S510 단계는 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 기설정된 시간 동안 산출하는 단계를 의미할 수 있다.In operation S510, the sum of the intensity values of the plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks may be calculated for a predetermined time.
이때, S510 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210)는 전방 차량의 VLC 광원(23)을 포함하는 영상 블록인 대상 영상 블록을 결정하기 위하여, 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 산출할 수 있다.At this time, in step S510, the target image
이때, 픽셀의 강도값의 의미는 전방 차량의 VLC 광원(23)의 색상에 따른 R, G, B 색상의 가중치 합, 회색조(grayscale), 명도를 비롯하여 픽셀의 성질을 나타내는 각종 수치를 의미할 수 있으며, 본 발명은 특정 픽셀 강도값으로 한정되지 않는다.Here, the meaning of the intensity value of the pixel may be various values indicating the properties of the pixel including the weight sum of R, G and B colors according to the color of the VLC
예를 들어, 특정 영상 프레임(t)에서 제1 영상 블록은 3, 9, 10, 5, 7의 강도값을 가지는 총 5개의 픽셀을 포함하고, 제2 영상 블록은 2, 1, 6, 9, 3의 강도값을 가지는 총 5개의 픽셀을 포함하는 경우를 예로 들어 S510 단계를 설명한다.For example, in a particular image frame t, the first image block includes a total of five pixels having intensity values of 3, 9, 10, 5, and 7, and the second image block includes 2, 1, 6, , And a total of five pixels having intensity values of " 3 " and " 3 ".
상술한 예시에서, 특정 영상 프레임(t)에서의 제1 영상 블록의 픽셀 강도값의 영상 프레임 t에 대한 총합은 3+9+10+5+7=34로 나타날 수 있으며, 제2 영상 블록의 픽셀 강도값의 영상 프레임 t에 대한 총합은 2+1+6+9+3=21로 나타날 수 있다.In the above example, the sum of the pixel intensity values of the first image block in a particular image frame t with respect to the image frame t may be expressed as 3 + 9 + 10 + 5 + 7 = 34, The sum of the pixel intensity values for the image frame t may be expressed as 2 + 1 + 6 + 9 + 3 = 21.
이때, 상술한 S510 단계를 수학식으로 표현하면 아래 수학식 3과 같다.In this case, the above-described step S510 may be expressed by the following equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
이때, m은 영상 블록, t는 영상 프레임, sm(t) 영상 프레임 t에서 영상 블록 m에 포함된 픽셀 강도값의 총합, (x,y)는 영상 블록 m에 포함된 픽셀 좌표, Bm은 영상 블록 m에 포함된 모든 픽셀의 집합, Px,y(t)는 영상 프레임 t에서의 (x,y) 픽셀의 강도값을 의미한다.At this time, m is the image blocks, t is the image frame, s m (t) the sum of the pixel intensity values contained in the image block m in the image frame t, (x, y) are the pixel coordinates contained in the video block m, B m Is the set of all pixels included in the image block m and P x, y (t) is the intensity value of the (x, y) pixel in the image frame t.
상술한 수학식 3을 기설정된 시간인 T 동안 반복적으로 산출하면, 상술한 S510 단계가 종료된다.When the above-described expression (3) is repeatedly calculated for the predetermined time T, the above-described step S510 is terminated.
S520 단계는 기설정된 시간 동안 산출된 영상 프레임별 총합에 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하여 복수의 영상 블록 각각에 대응되는 복수의 주파수 영역 파형을 각각 생성하는 단계를 의미할 수 있다.In operation S520, a plurality of frequency domain waveforms corresponding to each of the plurality of image blocks may be generated by applying a predetermined Fourier transform to the total of the image frames calculated over a predetermined period of time.
이때, S520 단계에서 활용하는 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)은 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 의미할 수 있으나, 본 발명에서 활용하는 푸리에 변환은 고속 푸리에 변환으로 한정되는 것은 아니다.In this case, the predetermined Fourier transform used in step S520 may mean Fast Fourier Transform, but the Fourier transform used in the present invention is not limited to the fast Fourier transform.
예를 들어, S510 단계를 통해 산출된 영상 블록 m에 대한 영상 프레임 t에서 영상 블록 m에 포함된 픽셀 강도값의 총합 sm(t)을 기설정된 시간 T 동안 산출한 결과인 시간 영역 파형에 S520 단계를 통하여 고속 푸리에 변환을 적용한 결과 생성된 주파수 영역 파형을 FFTm(f,T)라 정의할 수 있다.For example, if the sum s m (t) of the pixel intensity values included in the image block m in the image frame t for the image block m calculated in step S510 is calculated for a preset time T, S520 The frequency domain waveform generated as a result of the fast Fourier transform is defined as FFT m (f, T).
이때, 시간 영역의 파형에 고속 푸리에 변환을 적용하여 주파수 영역 파형을 생성하는 구체적인 방법은 종래에 공지된 바와 같으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.At this time, a specific method of generating the frequency domain waveform by applying the fast Fourier transform to the waveform in the time domain is well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted.
S530 단계는, 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 선택하는 단계를 의미할 수 있다.In operation S530, the image block corresponding to the frequency domain waveform including a frequency component equal to or higher than a predetermined threshold value among the plurality of frequency domain waveforms may be selected as the target image block.
예를 들어, S530 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210)는 복수의 영상 블록 각각에 대하여 산출된 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값() 이상의 주파수 성분을 가지는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 상술한 대상 영상 블록으로 결정할 수 있다.For example, in step S530, the target image
상술한 과정을 수학식으로 표현하면 아래 수학식 4와 같다.The above process can be expressed by the following equation (4).
[수학식 4]&Quot; (4) "
이때, FFTm(f,T)는 영상 블록 m에 대한 주파수 영역 파형, 는 미리 설정된 임계값을 의미한다.At this time, FFT m (f, T) is a frequency domain waveform for the image block m, Quot; means a preset threshold value.
즉, S530 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210)는 상술한 수학식 4의 조건을 만족하는 영상 블록을 대상 영상 블록으로 결정할 수 있다.That is, in step S530, the target image
이때, 대상 영상 블록을 결정하기 위한 미리 설정된 임계값()는 VLC 광원(23)이 포함된 영상의 주파수 영역 특징을 결정하기 위한 임계값으로 실험적으로 결정될 수 있으며, 본 발명은 특정 임계값으로 한정되지 않는다.At this time, a preset threshold value for determining a target image block ( May be experimentally determined as a threshold value for determining the frequency domain characteristic of the image including the VLC
한편, S530 단계에서 대상 영상 블록 선택부(210)는 주파수 영역 파형에 포함된 다수의 주파수 성분 각각을 미리 설정된 임계값과 비교하여 대상 영상 블록 결정의 정확도를 높일 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, in step S530, the target image
다시 도 2를 참조하여, S320 단계를 설명한다.Referring back to FIG. 2, step S320 will be described.
S320 단계는 2차원 영상 좌표 산출부(220)가, 복수의 전방 영상 각각에 포함된 대상 영상 블록에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출하는 단계를 의미할 수 있다.In step S320, the two-dimensional image coordinate
이때, S320 단계에서 2차원 영상 좌표 산출부(220) 복수의 전방 영상에 포함된 대상 영상 블록에 기초하여 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출하기 때문에 보다 신속하게 복수의 전방 영상 각각에서의 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출할 수 있다.At this time, in step S320, the two-dimensional image coordinates
예를 들어, 전방 영상이 (0,0)으로부터 (100, 100)까지의 총 10000개의 픽셀을 포함하며, 대상 영상 블록이 (0,0), (10,0), (0,10), (10, 10) 까지의 총 100개의 픽셀을 포함하며, 전방 차량의 VLC 광원(23)이 (5,5) 픽셀에 위치한다면, S320 단계에서 2차원 영상 좌표 산출부(220)는 총 10000개의 픽셀에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 위치를 산출하는 대신, 대상 영상 블록에 포함된 총 100개의 픽셀에서만 VLC 광원(23)의 위치를 산출하고, 대상 영상 블록과 전방 영상 간의 관계에 기초하여 전방 영상에서의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출할 수 있기 때문에 보다 신속하게 2차원 영상 좌표를 산출할 수 있는 효과가 있다.For example, if the forward image includes a total of 10000 pixels from (0, 0) to (100, 100), and the target image block includes (0,0), (10,0) If the VLC
일 실시예에 따르면, S320 단계에서 2차원 영상 좌표 산출부(220)는 대상 영상 블록 상의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출하기 위하여, 2차원 영상에서 광원의 좌표를 찾는 기 공지된 각종 알고리즘을 적용할 수도 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, in step S320, the two-dimensional image coordinate
경우에 따라, 전방 차량의 VLC 광원(23)이 이동함에 따라 결정된 대상 영상 블록을 벗어나는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우, S320 단계에서 2차원 영상 좌표 산출부(220)는 전방 차량의 VLC 광원(23)의 이동을 대상 영상 블록 내에서 감지하여 전방 차량의 VLC 광원(23)의 대상 영상 블록을 벗어나는 영역에 인접한 영상 블록을 대상 영상 블록으로 재설정할 수 있다.In this case, in step S320, the two-dimensional image coordinate
한편, 전방 차량의 VLC 광원(23)이 이동함에 따라 결정된 대상 영상 블록을 벗어나는 경우에서, 전방 차량의 VLC 광원(23)의 이동을 놓친 경우, 대상 영상 블록에 인접한 모든 영상 블록 각각에 대해 상술한 S510 단계, S520 단계 및 S530 단계를 적용하여 전방 차량의 VLC 광원(23)이 존재하는 대상 영상 블록을 재탐색할 수도 있다.On the other hand, when the movement of the VLC
한편, 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치는 전방 차량의 VLC 광원(23)으로부터 VLC 신호를 수신하는 중이라도 주기적으로 전방 영상을 탐색하여 다른 차량의 VLC 광원을 찾아낼 수도 있으며, 이 경우, 다중 윈도잉을 활용하여 여러 VLC 신호를 동시에 디코딩할 수도 있다.Meanwhile, the method and apparatus for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to an embodiment of the present invention may periodically search for a forward image to find a VLC light source of another vehicle while receiving the VLC signal from the VLC
일 실시예에 따르면, S320 단계에서 2차원 영상 좌표 산출부(220)는 제1 카메라(11)로부터 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출한 이후, 제2 카메라(12)로부터 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출하기 위하여, 제1 카메라(11) 및 제2 카메라(12) 상호간의 위치관계를 활용할 수도 있다.According to one embodiment, in step S320, the two-dimensional image coordinate
예를 들어, 2차원 영상 좌표 산출부(220)는 두 개의 카메라(11, 12)가 정렬된 배치 형상 및 두 개의 카메라(11, 12) 상호 간의 위치 관계를 미리 저장할 수 있으며, 이는 두 개의 카메라(11, 12) 상호 간의 변위를 나타내는 벡터인 이동 벡터(translation vector) t와 두 개의 카메라(11, 12) 상호간의 자세 차이를 나타내는 회전변환행렬(rotation matrix) R을 의미할 수 있다.For example, the two-dimensional image coordinate
이때, 이동 벡터 t 및 회전변환행렬 R에 대한 보다 구체적인 설명은 종래의 스테레오카메라 시스템에서 공지된 바와 같으므로 생략한다.At this time, a more detailed description of the motion vector t and the rotation transformation matrix R is omitted since it is known in a conventional stereo camera system.
한편, 두 개의 카메라(11, 12) 상호 간의 카메라 캘리브레이션(Calibration)을 통해 산출될 수 있는 에센셜 행렬(essential matrix) E는 이동 벡터 t 및 회전변환행렬 R을 이용하여 E=R[t]x로 정의될 수 있으며 이 때 [t]x는 벡터 t로의 외적을 나타내는 행렬을 의미한다.An essential matrix E that can be calculated through the camera calibration between the two
이때, 두 개의 카메라(11, 12) 각각에서 탐지된 전방 차량의 VLC 광원(23)의 전방 영상 상에서의 2차원 영상 좌표를 각각 x’와 x라고 하면 에센셜 행렬에 대하여 x’Ex=0의 관계가 성립한다.If the two-dimensional image coordinates on the forward image of the VLC
이 때, 제1 카메라(11)에서 전방 차량의 VLC 광원(23)을 탐지하여, 2차원 영상 좌표 x를 알고 있는 경우라면, 상술한 관계식에 의해 x’는 선으로 정의될 수 있다.At this time, if the
이를 통해, S320 단계에서 2차원 영상 좌표 산출부(220) 제1 카메라(11)에서 탐지한 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표인 x에 기초하여 제2 카메라(12)에서 전방 차량의 VLC 광원(23)이 나타날 수 있는 선형 구간을 파악하여 이를 제2 카메라(12)가 탐지한 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 산출하는데 활용함으로써 제2 카메라(12)에서 수집한 전방 영상 상에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 좌표를 신속하게 산출할 수도 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.In step S320, the two-dimensional image coordinate
이제 도 3 및 도 8을 계속 참조하여, S330 단계를 설명한다.With continued reference now to Figures 3 and 8, step S330 will be described.
S330 단계는 3차원 좌표 산출부(230)가, 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표 및 복수의 카메라 상호간의 위치 관계에 기초하여, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 단계를 의미할 수 있다.In step S330, the three-dimensional coordinate
도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 카메라 각각에 대한 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 각각을 이용하면, 전방 차량의 VLC 광원(23)의 깊이(z) 정보를 생성할 수 있다.As shown in FIG. 8, by using the two-dimensional image coordinates of the VLC
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 VLC 광원 좌표는 (x,y,z), b 는 두 개의 카메라(11, 12) 상호 간의 렌즈 축 간의 거리, Cl은 좌측 카메라 렌즈의 중심, Cr은 우측 카메라 렌즈의 중심, f 는 초점거리, 은 좌측 카메라의 렌즈의 중심축으로부터 전방 차량의 VLC 광원(23)의 상이 맺히는 거리, 은 우측 카메라의 렌즈의 중심축으로부터 전방 차량의 VLC 광원(23)의 상이 맺히는 거리를 의미한다.For example, as shown in FIG. 8, the VLC light source coordinates are (x, y, z), b is the distance between the lens axes of the two
이 경우, z는 전방 차량의 VLC 광원(23)의 깊이를 의미하게 된다.In this case, z means the depth of the VLC
이때, 삼각형의 닮음비를 이용하면, 아래 수학식 5 및 수학식 6을 결정할 수 있다.At this time, if the similarity ratio of the triangle is used, the following equations (5) and (6) can be determined.
[수학식 5]&Quot; (5) "
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, 상기한 수학식 5 및 수학식 6을 활용하여 깊이 정보인 z를 산출하면 아래 수학식 7과 같다.Here, z, which is the depth information, is calculated using Equations (5) and (6).
[수학식 7]&Quot; (7) "
상술한 바와 같이, 제1 카메라(11)로부터 수집된 전방 영상 상에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표 및 제2 카메라(12)로부터 수집된 전방 영상 상에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 2차원 영상 좌표를 이용하면, 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표를 산출할 수 있게 된다.As described above, the two-dimensional image coordinates of the VLC
예를 들어, S330 단계에서 복수의 카메라가 2개의 카메라(11, 12)인 경우, 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표는, 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix) 중 적어도 하나에 기초하여 산출될 수 있다.For example, when the plurality of cameras are two
보다 상세하게는, 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 아래 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다.More specifically, the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the front vehicle can be calculated based on the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
이때, 는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 는 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, 는 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, x는 , t는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), rk는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix)의 k번째 행을 의미하고, 은 내적을 의미한다.At this time, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, Dimensional image coordinate of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera, x , t is a translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, r k is a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, ≪ / RTI >< RTI ID = Is the inner product.
더 나아가 도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법은, S330 단계 이후에 이동 궤적 산출부(240)가, 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표, 전방 차량의 VLC 광원(23)으로부터 수신한 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)를 더 포함할 수도 있다.Although not shown in the drawing, the method for calculating three-dimensional coordinates of a VLC light source according to the embodiment of the present invention is characterized in that, after step S330, the movement
일 실시예에 따르면, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)는 전방 차량의 VLC 광원(23)으로부터 수신한 전방 차량의 속도 정보 및 회전각 정보에 더 기초하여, 전방 차량의 이동 궤적을 생성할 수도 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, the step (not shown) of generating the movement trajectory of the front vehicle further includes, based on the velocity information and the rotation angle information of the front vehicle received from the VLC
예컨대, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)에서 이동 궤적 산출부(240)는 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표 및 전방 차량의 동역학 정보를 활용하여 종래에 공지된 각종 운동 방정식을 통해 전방 차량의 이동 궤적을 산출할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.For example, in a step (not shown) of generating a movement trajectory of the front vehicle, the movement
예를 들어, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)에서 이동 궤적 산출부(240)는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 전방 차량의 가속도 정보 및 전방 차량의 각속도 정보를 알고있기 때문에, 전방 차량의 이동 궤적을 산출할 수 있으며, 이를 통해 전방 차량과의 충돌 위험을 미연에 방지할 수 있다.For example, in a step (not shown) of generating a movement trajectory of the front vehicle, the movement
다시 말해, 이동 궤적 산출부(240)는 전방 차량과의 상대적 위치인 3차원 좌표를 산출하면, 이를 VLC 통신을 통해 수신한 가속도 및 각속도 등의 동역학 정보와 결합하여 전방 차량의 이동 궤적을 추적할 수 있다.In other words, when calculating the three-dimensional coordinate, which is a relative position with respect to the preceding vehicle, the moving-
여기서, 전방 차량의 가속도 정보는 전방 차량에 포함된 가속도계, 전방 차량의 엑셀/브레이크로부터 추출되어 VLC 광원(23)을 통해 전송된 정보를 의미할 수 있으며, 전방 차량의 각속도 정보는 전방 차량에 포함된 자이로스코프, 전방 차량의 스티어링 휠로부터 추출되어 VLC 광원(23)을 통해 전송된 정보를 의미할 수 있다.Here, the acceleration information of the front vehicle may refer to information extracted from the accelerometer included in the front vehicle, the Excel / brake of the front vehicle, and transmitted through the VLC
이때, 이동 궤적 산출부(240)는 상술한 각종 동역학 정보를 3차원 좌표와 결합하기 위하여 확장칼만필터(Extended Kalman filter)나 언센티드 칼만필터(Unscented Kalman filter) 등의 센서 융합(sensor fusion) 기술을 활용할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.At this time, the movement
다시 말해, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)에서 이동 궤적 산출부(240)는 S330 단계를 통하여 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표가 산출되면, 이를 바탕으로 탐지된 VLC 광원(23)을 탑재한 전방 차량의 위치 및 이동 궤적을 산출함으로써 전방 차량과의 충돌을 예방할 수 있다.In other words, when the three-dimensional coordinates of the VLC
이때 전방 차량과의 충돌을 예방하기 위해서는 전방 차량의 상대적인 위치를 나타내는 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표 뿐만 아니라 속력, 자세, 가속도, 각속도를 비롯한 전방 차량의 이동 정보를 알아야한다.At this time, in order to prevent collision with the front vehicle, it is necessary to know the movement information of the front vehicle including the velocity, the attitude, the acceleration, and the angular velocity as well as the three-dimensional coordinates of the VLC
더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)가 포함된 수신 차량 시스템(10)의 속력, 자세, 가속도, 각속도 등의 정보도 충돌 감지를 위해 필수적이므로 수신 차량 시스템(10)에서도 이러한 정보를 감지하는 센서를 탑재할 수 있다.Furthermore, since information such as speed, attitude, acceleration, and angular velocity of the receiving
이때, 전방 차량은 VLC 통신을 통해 자신의 식별자, 차량 가속도(가속도계 및 브레이크, 엑셀 등으로부터 얻어진 값), 각속도(자이로스코프, 스티어링 휠으로부터 얻어진 값) 정보를 비롯한 동역학 정보 중 적어도 하나의 정보를 주기적으로 방송하여 주변 수신 차량이 자신의 동역학 정보를 얻을 수 있도록 한다.At this time, the front vehicle performs at least one of the identification information, the vehicle acceleration (the value obtained from the accelerometer and the brake, the excel, etc.), the angular velocity (the value obtained from the gyroscope and the steering wheel) So that the surrounding receiving vehicle can obtain its own dynamic information.
한편, 수신 차량 시스템(10)에 포함된 이동 궤적 산출부(240)는 3차원 좌표 산출부(230)에 의해 산출된 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표와 전방 차량으로부터 수신한 동역학적 정보를 결합하여 전방 차량의 정확한 상대 위치, 속력, 가속도를 판별할 수 있다.On the other hand, the movement
이제, 도 9를 참조하여 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)에서 이동 궤적 산출부(240)의 동작의 일 실시예를 설명한다.Now, one embodiment of the operation of the movement
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법 및 장치에서 전방 차량의 이동 궤적을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a diagram for explaining a method for calculating a movement locus of a front vehicle in a method and apparatus for three-dimensional coordinate calculation of a VLC light source according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 좌표계를 이차원으로 단순화한다면 북쪽(X축), 동쪽(Y축)을 두 축으로 하여 원점에 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)를 탑재한 차량(10)이 있고 관성좌표계와 평행한 좌표계를 고려할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)를 탑재한 차량(10)은 T시간 간격으로 배치된 측정시점마다 상태 정보의 측정을 수행할 수 있으며 측정시점 i에서의 상태를 아래와 같이 정의하며, 이때 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치(200)를 탑재한 차량(10)을 수신 차량으로 정의하여 도 9에 도시된 변수들을 설명한다.9, if the coordinate system is simplified to two dimensions, the three-dimensional coordinate
도 9에서 는 수신 차량의 회전각, 는 수신 차량의 속도, 는 수신 차량의 가속도, 는 수신 차량의 각속도, 는 전방 차량의 회전각, 는 전방 차량의 속도, 는 전방 차량의 가속도, 는 전방 차량의 각속도, 는 S330 단계를 통해 산출된 전방 차량의 VLC 광원(23)의 3차원 좌표를 의미한다.9 The rotation angle of the receiving vehicle, The speed of the receiving vehicle, The acceleration of the receiving vehicle, The angular velocity of the receiving vehicle, The rotational angle of the front vehicle, The speed of the front vehicle, The acceleration of the front vehicle, The angular velocity of the front vehicle, Dimensional coordinate of the VLC
한편, 이하 수학식 8 내지 23를 설명하기 위한 변수를 다음과 같이 정의한다.Hereinafter, variables for explaining Equations (8) to (23) are defined as follows.
는 측정시점 i에서의 수신 차량의 가속도 측정값, 는 측정시점 i에서의 수신 차량의 각속도 측정값, 는 측정시점 i에서의 전방 차량의 가속도 측정값, 는 측정시점 i에서의 전방 차량의 각속도 측정값, 는 측정시점 i에서의 수신 차량의 카메라 좌표 기준 전방 차량의 상대위치 측정값을 의미한다. The acceleration measurement value of the receiving vehicle at the measurement time i, The angular velocity measurement value of the receiving vehicle at the measurement point i, Is an acceleration measurement value of the preceding vehicle at the measurement point i, Is an angular velocity measurement value of the front vehicle at the measurement point i, Means the relative position measurement value of the preceding vehicle based on the camera coordinates of the receiving vehicle at the measurement time i.
예컨대, 수신 차량의 회전각 변화는 아래 수학식 8과 같이 산출될 수 있다.For example, the change in the rotational angle of the receiving vehicle can be calculated by Equation (8) below.
[수학식 8]&Quot; (8) "
이때, 는 시점 i+1에서 수신 차량의 회전각, T는 측정 주기를 의미한다.At this time, Denotes the rotation angle of the receiving vehicle at time i + 1, and T denotes the measurement period.
예를 들어, 전방 차량의 회전각 변화는 아래 수학식 9와 같이 산출될 수 있다.For example, the rotational angle change of the front vehicle can be calculated by the following equation (9).
[수학식 9]&Quot; (9) "
이때, 는 시점 i+1에서 전방 차량의 회전각, T는 측정 주기를 의미한다.At this time, Denotes the rotation angle of the front vehicle at time i + 1, and T denotes the measurement period.
일 실시예에 따라, 수신 차량의 속도의 변화는 아래 수학식 10과 같이 산출될 수 있다.According to one embodiment, the change in the speed of the receiving vehicle can be calculated as: < EMI ID = 10.0 >
[수학식 10]&Quot; (10) "
이때, 는 시점 i+1에서 수신 차량의 속도, T는 측정 주기를 의미한다.At this time, Is the speed of the receiving vehicle at time i + 1, and T is the measurement period.
예를 들어, 전방 차량의 속도의 변화는 아래 수학식 11과 같이 산출될 수 있다.For example, the change of the speed of the front vehicle can be calculated as shown in Equation (11) below.
[수학식 11]&Quot; (11) "
이때, 는 시점 i+1에서 전방 차량의 속도, T는 측정 주기를 의미한다.At this time, Is the speed of the front vehicle at time i + 1, and T is the measurement period.
예컨대, 수신 차량의 가속도의 변화는 아래 수학식 12와 같이 산출될 수 있다.For example, the change in the acceleration of the receiving vehicle can be calculated by Equation (12) below.
[수학식 12]&Quot; (12) "
이때, 는 시점 i+1에서 수신 차량의 가속도, 는 미리 설정된 가속도 가중치, 는 가속도의 상태 변화를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is the acceleration of the receiving vehicle at time i + 1, A predetermined acceleration weight, Is a random variable representing the state change of acceleration.
한편, 전방 차량의 가속도의 변화는 아래 수학식 13과 같이 산출될 수 있다.On the other hand, the change of the acceleration of the front vehicle can be calculated by Equation (13) below.
[수학식 13]&Quot; (13) "
이때, 는 시점 i+1에서 전방 차량의 가속도, 는 미리 설정된 가속도 가중치, 는 가속도의 상태 변화를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is the acceleration of the forward vehicle at time i + 1, A predetermined acceleration weight, Is a random variable representing the state change of acceleration.
예를 들어, 수신 차량의 각속도의 변화는 아래 수학식 14와 같이 산출될 수 있다.For example, the change of the angular velocity of the receiving vehicle can be calculated by Equation (14) below.
[수학식 14]&Quot; (14) "
이때, 는 시점 i+1에서 수신 차량의 각속도, 는 미리 설정된 각속도 가중치, 는 각속도의 상태 변화를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is the angular velocity of the receiving vehicle at time i + 1, A predetermined angular velocity weight, Means a random variable representing the state change of the angular velocity.
예컨대, 전방 차량의 각속도 변화는 아래 수학식 15와 같이 산출될 수 있다.For example, the angular velocity change of the front vehicle can be calculated by the following equation (15).
[수학식 15]&Quot; (15) "
이때, 는 시점 i+1에서 전방 차량의 각속도, 는 미리 설정된 각속도 가중치, 는 각속도의 상태 변화를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is the angular velocity of the forward vehicle at time i + 1, A predetermined angular velocity weight, Means a random variable representing the state change of the angular velocity.
예를 들어, 전방 차량의 이동 궤적을 나타내는 전방 차량의 X좌표 변화는 아래 수학식 16과 같이 산출될 수 있다.For example, the X coordinate change of the front vehicle indicating the movement trajectory of the front vehicle can be calculated as shown in Equation (16) below.
[수학식 16]&Quot; (16) "
이때, 는 시점 i+1에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 X좌표, 는 시점 i에 대하여 산출된 전방 차량의 VLC 광원(23)의 X좌표, 는 시점 i에서의 전방 차량의 속도, 는 시점 i에서의 전방 차량의 회전각, 는 시점 i에서의 수신 차량의 속도, 는 시점 i에서의 수신 차량의 회전각을 의미한다.At this time, Is the X coordinate of the VLC
예컨대, 전방 차량의 이동 궤적을 나타내는 전방 차량의 Y좌표 변화는 아래 수학식 17과 같이 산출될 수 있다.For example, the Y coordinate change of the front vehicle indicating the movement trajectory of the front vehicle can be calculated as shown in Equation (17) below.
[수학식 17]&Quot; (17) "
이때, 는 시점 i+1에서 전방 차량의 VLC 광원(23)의 Y좌표, 는 시점 i에 대하여 산출된 전방 차량의 VLC 광원(23)의 Y좌표, 는 시점 i에서의 전방 차량의 속도, 는 시점 i에서의 전방 차량의 회전각, 는 시점 i에서의 수신 차량의 속도, 는 시점 i에서의 수신 차량의 회전각을 의미한다.At this time, Is the Y coordinate of the VLC
한편, 수신 차량의 각속도 측정값은 아래 수학식 18과 같이 산출될 수 있다.On the other hand, the measurement value of the angular velocity of the receiving vehicle can be calculated by the following equation (18).
[수학식 18]&Quot; (18) "
이때, 는 수신 차량의 각속도의 측정 오류를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is a random variable representing a measurement error of the angular velocity of the receiving vehicle.
한편, 전방 차량의 각속도 측정값은 아래 수학식 19와 같이 산출될 수 있다.On the other hand, the angular velocity measurement value of the front vehicle can be calculated as shown in Equation 19 below.
[수학식 19]&Quot; (19) "
이때, 는 전방 차량의 각속도의 측정 오류를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Means a random variable representing a measurement error of the angular velocity of the front vehicle.
예를 들어, 수신 차량의 가속도 측정값은 아래 수학식 20과 같이 산출될 수 있다.For example, the acceleration measurement value of the receiving vehicle can be calculated by Equation (20) below.
[수학식 20]&Quot; (20) "
이때, 는 수신 차량의 가속도 측정 오류를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Denotes a random variable representing an acceleration measurement error of the receiving vehicle.
예컨대, 전방 차량의 가속도 측정값은 아래 수학식 21과 같이 산출될 수 있다.For example, the acceleration measurement value of the front vehicle can be calculated as shown in the following equation (21).
[수학식 21]&Quot; (21) "
이때, 는 전방 차량의 가속도 측정 오류를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Means a random variable representing an acceleration measurement error of the preceding vehicle.
한편, 측정시점 i에서의 수신 차량의 카메라 좌표 기준 전방 차량의 거리의 측정값은 아래 수학식 22와 같이 산출될 수 있다.On the other hand, the measured value of the distance of the forward vehicle with respect to the camera coordinate of the receiving vehicle at the measuring point i can be calculated by Equation (22) below.
[수학식 22]&Quot; (22) "
이때, 는 측정시점 i에서의 수신 차량의 카메라 좌표 기준 전방 차량의 거리의 측정값, 는 전방 차량의 거리의 측정값의 측정 오류를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is a measured value of the distance of the preceding vehicle with respect to the camera coordinate of the receiving vehicle at the measuring point i, Means a random variable representing a measurement error of the measured value of the distance of the front vehicle.
한편, 측정시점 i에서의 수신 차량의 카메라 좌표 기준 전방 차량의 변위의 측정값은 아래 수학식 23과 같이 산출될 수 있다.On the other hand, the measured value of the displacement of the front vehicle based on the camera coordinates of the receiving vehicle at the measuring point i can be calculated by the following equation (23).
[수학식 23]&Quot; (23) "
이때, 는 측정시점 i에서의 수신 차량의 카메라 좌표 기준 전방 차량의 변위의 측정값, 는 전방 차량의 변위의 측정값의 측정 오류를 나타내는 확률 변수를 의미한다.At this time, Is a measurement value of the displacement of the front vehicle based on the camera coordinates of the receiving vehicle at the measuring time i, Means a random variable representing the measurement error of the measured value of the displacement of the front vehicle.
일 실시예에 따르면, 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계(미도시)에서 이동 궤적 산출부(240)는 상술한 수학식 8 내지 23에 기초하여, 확장칼만필터(Extended Kalman filter), 언센티드 칼만필터(Unscented Kalman filter)를 비롯한 종래에 공지된 각종 기술 등을 적용하여 전방 차량의 이동 궤적을 산출할 수 있으며, 이러한 결과는 도 10에 도시된 바와 같을 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.According to one embodiment, in the step of generating the movement trajectory of the front vehicle (not shown), the movement
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
10: 차량 시스템 11: 제1 카메라
12: 제2 카메라 13: VLC 광원
23: VLC 광원
200: VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치
210: 대상 영상 블록 선택부
220: 2차원 영상 좌표 산출부
230: 3차원 좌표 산출부
240: 이동 궤적 산출부10: vehicle system 11: first camera
12: second camera 13: VLC light source
23: VLC light source
200: Three-dimensional coordinate calculation device of VLC light source
210: target image block selection unit
220: two-dimensional image coordinate calculation unit
230: Three-dimensional coordinate calculation unit
240: movement locus calculating section
Claims (16)
2차원 영상 좌표 산출부가, 상기 복수의 전방 영상 각각에 포함된 상기 대상 영상 블록에 기초하여 상기 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표를 상기 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출하는 단계; 및
3차원 좌표 산출부가, 상기 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표 및 상기 복수의 카메라 상호간의 위치 관계에 기초하여, 상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 단계를 포함하되,
상기 대상 영상 블록을 상기 복수의 전방 영상 각각에 대하여 선택하는 단계는,
상기 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 상기 복수의 영상 블록을 결정하는 단계;
상기 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 기설정된 시간 동안 산출하는 단계;
상기 기설정된 시간 동안 산출된 상기 영상 프레임별 총합에 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하여 상기 복수의 영상 블록 각각에 대응되는 복수의 주파수 영역 파형을 각각 생성하는 단계; 및
상기 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 상기 대상 영상 블록으로 선택하는 단계를 포함하는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법.The target image block selection unit selects a target image block including the VLC light source of the forward vehicle among the plurality of image blocks obtained by dividing the plurality of forward images collected so as to correspond to each of the plurality of cameras to each of the plurality of forward images step;
Calculating a two-dimensional image coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle based on the target image block included in each of the plurality of forward images, for each of the plurality of forward images; And
Dimensional coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle based on the two-dimensional coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle and the positional relationship between the plurality of cameras,
Wherein the step of selecting the target image block for each of the plurality of forward images comprises:
Dividing each of the plurality of forward images to determine the plurality of image blocks;
Calculating a sum of intensity values of each of a plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks for each image frame for a predetermined time;
Generating a plurality of frequency domain waveforms corresponding to each of the plurality of image blocks by applying a predetermined Fourier transform to a total of the image frames calculated during the predetermined period of time; And
And selecting an image block corresponding to a frequency domain waveform including a frequency component equal to or higher than a predetermined threshold value among the plurality of frequency domain waveforms as the object image block.
상기 대상 영상 블록으로 선택하는 단계 이후에,
상기 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 단계를 더 포함하는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법.The method according to claim 1,
After selecting the target image block,
And comparing the size of the target image block with a size of a lowest-order image block set in advance.
상기 대상 영상 블록의 크기가 상기 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우,
상기 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정하는 단계를 더 포함하며,
상기 복수의 영상 블록을 결정하는 단계, 상기 대상 영상 블록을 선택하는 단계 및 상기 비교하는 단계로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클은 상기 상위 영상 블록에 대하여 수행되고,
상기 대상 영상 블록 선택 사이클은 상기 대상 영상 블록의 크기가 상기 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일해질 때까지 반복 수행되는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법.The method of claim 3,
If the size of the target image block is larger than the size of the preset lowest image block,
Further comprising setting the target image block as an upper image block,
The target image block selection cycle including the steps of determining the plurality of image blocks, selecting the target image block, and comparing the target image block is performed on the upper image block,
Wherein the target image block selection cycle is repeatedly performed until the size of the target image block becomes equal to the size of the preset lowest image block.
상기 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우,
상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는,
제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix) 중 적어도 하나에 기초하여 산출되는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법.The method according to claim 1,
When the plurality of cameras are two cameras,
Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle,
Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera ), The two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera A translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, Dimensional coordinate of a VLC light source calculated on the basis of the three-dimensional coordinate of the VLC light source.
상기 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우,
상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 아래 수학식 1에 기초하여 산출되는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법.
[수학식 1]
이때, 는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 는 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, 는 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, x는 , t는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), rk는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix)의 k번째 행을 의미하며, 은 내적을 의미함.The method according to claim 1,
When the plurality of cameras are two cameras,
Wherein the three-dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle is calculated based on the following equation (1).
[Equation 1]
At this time, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, Dimensional image coordinate of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera, x , t is a translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, r k is a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, ≪ / RTI >< RTI ID = Means inner product.
이동 궤적 산출부가, 상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 상기 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 상기 전방 차량의 가속도 정보 및 상기 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 상기 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 단계를 더 포함하는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 방법.The method according to claim 1,
The movement locus calculating section generates a movement locus of the preceding vehicle based on the three-dimensional coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle, the acceleration information of the preceding vehicle received from the VLC light source of the preceding vehicle, and the angular velocity information of the preceding vehicle Dimensional coordinate of the VLC light source.
상기 복수의 전방 영상 각각에 포함된 상기 대상 영상 블록에 기초하여 상기 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표를 상기 복수의 전방 영상 각각에 대하여 산출하는 2차원 영상 좌표 산출부; 및
상기 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표 및 상기 복수의 카메라 상호간의 위치 관계에 기초하여, 상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표를 산출하는 3차원 좌표 산출부를 포함하고,
상기 대상 영상 블록 선택부는,
상기 복수의 전방 영상 각각을 분할하여 상기 복수의 영상 블록을 결정하고, 상기 복수의 영상 블록 각각에 포함된 복수의 픽셀 각각의 강도값의 영상 프레임별 총합을 기설정된 시간 동안 산출하며,
상기 기설정된 시간 동안 산출된 상기 영상 프레임별 총합에 미리 설정된 푸리에 변환(Fourier Transform)을 적용하여 상기 복수의 영상 블록 각각에 대응되는 복수의 주파수 영역 파형을 각각 생성하고,
상기 복수의 주파수 영역 파형 중 미리 설정된 임계값 이상의 주파수 성분을 포함하는 주파수 영역 파형에 대응되는 영상 블록을 상기 대상 영상 블록으로 선택하는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치.A target image block selector for selecting a target image block including a VLC light source of a forward vehicle among a plurality of image blocks obtained by dividing a plurality of forward images collected to correspond to each of the plurality of cameras, for each of the plurality of forward images;
A two-dimensional image coordinate calculator for calculating a two-dimensional image coordinate of the VLC light source of the preceding vehicle based on the target image block included in each of the plurality of forward images, for each of the plurality of forward images; And
And a three-dimensional coordinate calculation unit for calculating three-dimensional coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle based on the two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle and the positional relationship between the plurality of cameras,
Wherein the target image block selection unit comprises:
Determining a plurality of image blocks by dividing each of the plurality of forward images, calculating a sum of intensity values of each of a plurality of pixels included in each of the plurality of image blocks,
Generating a plurality of frequency domain waveforms corresponding to each of the plurality of image blocks by applying a predetermined Fourier transform to the sum of the image frames calculated during the predetermined time,
And selects an image block corresponding to a frequency domain waveform including a frequency component equal to or higher than a predetermined threshold value among the plurality of frequency domain waveforms as the object image block.
상기 대상 영상 블록을 선택한 이후에,
상기 대상 영상 블록 선택부는,
상기 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치.10. The method of claim 9,
After selecting the target image block,
Wherein the target image block selection unit comprises:
And compares a size of the target image block with a size of a lowest-order image block set in advance.
상기 대상 영상 블록의 크기가 상기 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기보다 큰 경우,
상기 대상 영상 블록 선택부는, 상기 대상 영상 블록을 상위 영상 블록으로 설정하고,
상기 대상 영상 블록 선택부가, 상기 복수의 영상 블록을 결정하는 동작, 상기 대상 영상 블록을 선택하는 동작 및 상기 대상 영상 블록의 크기를 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 비교하는 동작으로 구성되는 대상 영상 블록 선택 사이클은 상기 상위 영상 블록에 대하여 수행되고,
상기 대상 영상 블록 선택 사이클은 상기 대상 영상 블록의 크기가 상기 미리 설정된 최하위 영상 블록의 크기와 동일해질 때까지 반복 수행되는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치.12. The method of claim 11,
If the size of the target image block is larger than the size of the preset lowest image block,
Wherein the target image block selection unit sets the target image block as an upper image block,
Wherein the target image block selection unit comprises: a target image block selection unit operable to select the plurality of image blocks, to select the target image block, and to compare the size of the target image block with a size of a lowest- A selection cycle is performed for the upper image block,
Wherein the target image block selection cycle is repeatedly performed until the size of the target image block becomes equal to the size of the preset lowest image block.
상기 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우,
상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는,
제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표(), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix) 중 적어도 하나에 기초하여 산출되는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치.10. The method of claim 9,
When the plurality of cameras are two cameras,
Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle,
Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera ), The two-dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera A translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, Dimensional coordinates of the VLC light source.
상기 복수의 카메라가 2개의 카메라인 경우,
상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표는, 아래 수학식 1에 기초하여 산출되는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치.
[수학식 1]
이때, 는 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 는 제1 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, 는 제2 카메라를 통해 수집된 전방 영상에서 전방 차량의 VLC 광원의 2차원 영상 좌표, x는 , t는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 이동 벡터(translation vector), rk는 제1 카메라 및 제2 카메라 상호간의 위치관계에 기초하여 결정된 회전변환행렬(rotation matrix)의 k번째 행을 의미하며, 은 내적을 의미함.10. The method of claim 9,
When the plurality of cameras are two cameras,
Wherein the three-dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle is calculated based on the following equation (1).
[Equation 1]
At this time, Dimensional coordinate of the VLC light source of the front vehicle, Dimensional image coordinate of the VLC light source of the front vehicle in the forward image collected through the first camera, Dimensional image coordinates of the VLC light source of the front vehicle in the front image collected through the second camera, x , t is a translation vector determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, r k is a rotation matrix determined based on a positional relationship between the first camera and the second camera, ≪ / RTI >< RTI ID = Means inner product.
상기 전방 차량의 VLC 광원의 3차원 좌표, 상기 전방 차량의 VLC 광원으로부터 수신한 상기 전방 차량의 가속도 정보 및 상기 전방 차량의 각속도 정보에 기초하여, 상기 전방 차량의 이동 궤적을 생성하는 이동 궤적 산출부를 더 포함하는, VLC 광원의 3차원 좌표 산출 장치.10. The method of claim 9,
A movement locus calculating unit that generates a locus of movement of the preceding vehicle based on three-dimensional coordinates of the VLC light source of the preceding vehicle, acceleration information of the preceding vehicle received from the VLC light source of the preceding vehicle, and angular velocity information of the preceding vehicle Further comprising: a three-dimensional coordinate calculation unit of the VLC light source.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160156064 | 2016-11-22 | ||
KR20160156064 | 2016-11-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101798043B1 true KR101798043B1 (en) | 2017-11-16 |
Family
ID=60806862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170068810A KR101798043B1 (en) | 2016-11-22 | 2017-06-02 | Method and apparatus for calculating 3 dimensional coordinate of vlc light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101798043B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10193627B1 (en) | 2018-05-31 | 2019-01-29 | Ford Global Technologies, Llc | Detection of visible light communication sources over a high dynamic range |
US10348404B1 (en) | 2018-05-09 | 2019-07-09 | Ford Global Technologies, Llc | Visible light communication system with pixel alignment for high data rate |
-
2017
- 2017-06-02 KR KR1020170068810A patent/KR101798043B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10348404B1 (en) | 2018-05-09 | 2019-07-09 | Ford Global Technologies, Llc | Visible light communication system with pixel alignment for high data rate |
US10476594B1 (en) | 2018-05-09 | 2019-11-12 | Ford Global Technologies, Llc | Visible light communication system with pixel alignment for high data rate |
US10193627B1 (en) | 2018-05-31 | 2019-01-29 | Ford Global Technologies, Llc | Detection of visible light communication sources over a high dynamic range |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7157054B2 (en) | Vehicle navigation based on aligned images and LIDAR information | |
US11669102B2 (en) | Navigating a vehicle based on a detected barrier | |
CN106394406B (en) | Camera system for vehicle | |
KR101891460B1 (en) | Method and apparatus for detecting and assessing road reflections | |
JP5863536B2 (en) | Outside monitoring device | |
EP2933790B1 (en) | Moving object location/attitude angle estimation device and moving object location/attitude angle estimation method | |
JP5337905B2 (en) | Speed measurement system, speed measurement method and program | |
US9721170B2 (en) | Self-location calculating device and self-location calculating method | |
EP3194211B1 (en) | Driver assist system utilizing an inertial sensor | |
US20090237644A1 (en) | Sight-line end estimation device and driving assist device | |
US9187051B2 (en) | Method for detecting an imminent rollover of a vehicle | |
JP2018087004A (en) | Method and apparatus to control velocity of vehicle | |
JP2021510227A (en) | Multispectral system for providing pre-collision alerts | |
JP6236039B2 (en) | Outside environment recognition device | |
JP2011053809A (en) | White line recognition device for vehicle | |
JP2018124768A (en) | Vehicle control device | |
JP6552448B2 (en) | Vehicle position detection device, vehicle position detection method, and computer program for vehicle position detection | |
CN108021899A (en) | Vehicle intelligent front truck anti-collision early warning method based on binocular camera | |
US10776649B2 (en) | Method and apparatus for monitoring region around vehicle | |
KR101798043B1 (en) | Method and apparatus for calculating 3 dimensional coordinate of vlc light source | |
JP6044084B2 (en) | Moving object position and orientation estimation apparatus and method | |
JP6589991B2 (en) | Human interface | |
JP2017007499A (en) | Parking support device for vehicle | |
CN209980458U (en) | Intelligent road side unit | |
JP6530782B2 (en) | Vehicle control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |