KR101829005B1 - 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치와 이를 포함하는 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치와 이를 포함하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량 전방을 촬영하는 카메라를 통해 RGB 영상데이터를 수신하고, RGB 영상데이터 내의 레드(R) 색상값이 기준치 초과인지 판단하여, 기준치를 초과하면 차량이 제한속도구간에 있는 것으로 인지하여 운전자에게 알려준다. 즉, 본 발명은 카메라 영상만을 가지고 차량이 현재 제한속도구간에 위치하였는지 아닌지 판단하여 운전자에게 알려줄 수 있다.

Description

카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치와 이를 포함하는 시스템 및 그 방법{Vehicle device capable of recognizing limited speed section using camera image, and system including the device and method thereof}

본 발명은 차량용 운전 정보 제공 시스템에 관한 것으로, 특히 차량의 주행 중 제한속도구간을 인지하기 위한 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 서행이 요구되는 도로에는 제한속도 안내판 또는 과속방지턱이 설치되어 있다. 하지만, 그러한 제한속도 안내판이나 과속방지턱은 실제 운전자의 주의를 유도하기에는 상당히 부족하거나 운전자의 경각심 환기에 이르지 못하는 경우가 많다. 또한, 운전자가 제한속도 안내판이나 과속 방지턱을 인지하지 못하거나 무시하고 차량을 운행하는 경우가 빈번하여 안전사고의 발생확률이 상대적으로 높아지고 있다.

한편, 내비게이션 단말기와 그에 따른 차량 속도 단속구간 정보제공방법에 관한 발명이 특허공개 제10-2010-0003781호를 통해 알려져 있다. 이에 따르면, 내비게이션 단말기는 GPS 모듈을 통해 차량의 현재 위치를 파악하고, 메모리에 저장된 도로 위치 구간별 제한속도정보를 포함한 내비게이션 데이터를 참조하여 차량의 현재 위치별 제한속도구간 여부를 판단할 수 있다. 따라서 운전자는 제한속도구간에서 차량 속도를 적절히 제한하여 안전 운전할 수 있게 된다. 그러나 종래 기술에 따르면, 차량이 제한속도구간에 있는지를 판단하기 위해, 단말기는 반드시 GPS 모듈을 가진 내비게이션 기능을 가져야 한다. 또한 GPS 수신에 장애가 발생하는 경우, 단말기는 차량의 현재 위치가 제한속도구간인지 아닌지를 판단할 수 없게 되는 단점이 있다. 또한 종래 단말기는 내비게이션 데이터를 참고하여 제한속도구간을 판단하기 때문에, 제한속도구간의 추가나 변경 등이 있는 경우에 내비게이션 데이터가 갱신되어 있지 않다면 잘못된 판단을 할 수도 있게 된다.

본 발명은 차량 전방의 카메라 영상만으로 제한속도구간을 판단할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 카메라 영상으로부터 제한속도 정보를 파악하여 차량 속도를 제한속도 이내로 제한할 수 있도록 하는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 시스템은 차량의 전방 촬영을 위한 카메라로부터 수신된 RGB 영상데이터 내의 특정 색상값이 기준치 초과인지 판단하고, 상기 기준치 초과이면 상기 차량이 위치한 현 구간에서의 제한속도 정보를 획득하여 출력하거나, 상기 차량 속도가 상기 제한속도를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 상기 차량 속도를 상기 제한속도 이내로 제한할 것을 요청하는 신호를 출력하는 단말장치, 및 상기 제한속도 정보를 입력받아 상기 차량 속도가 상기 제한속도를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 상기 차량 속도를 상기 제한속도 이내로 제한하거나, 상기 요청 신호를 입력받아 상기 차량 속도를 상기 제한속도 이내로 제한하는 제어 유닛을 포함한다. 그리고 상기 단말장치는 상기 RGB 영상데이터 내 상기 제한속도 정보인 숫자 인식을 통해 상기 제한속도 정보를 획득한다.

한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치는 차량의 전방 촬영을 위한 카메라로부터 RGB 영상데이터를 수신하기 위한 수신부, 및 상기 수신된 RGB 영상데이터 내의 특정 색상값이 기준치 초과인지 판단하고, 상기 판단 결과 상기 기준치 초과이면 운전자에게 상기 차량이 제한속도구간에 있음을 알리기 위한 제어부를 포함한다. 여기서 상기 제어부는 상기 RGB 영상데이터 내의 레드(R) 색상값이 기준치 초과인지 판단한다.

나아가 상기 제어부는 상기 기준치 초과이면 상기 제한속도 정보를 제어 유닛으로 출력하거나, 상기 차량 속도가 상기 제한속도를 초과하는지 판단하여 초과하면 상기 제어 유닛으로 상기 차량 속도를 상기 제한속도 이내로 제한하기 위한 요청 신호를 출력한다. 여기서 상기 제어부는 상기 RGB 영상데이터 내 상기 제한속도 정보인 숫자 인식을 통해 상기 제한속도 정보를 획득한다.

한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 및 속도 제한 방법은 차량의 전방 촬영을 위한 카메라로부터 RGB 영상데이터를 수신하는 단계, 상기 수신된 RGB 영상데이터 내의 특정 색상값이 기준치를 초과하는지 판단하는 단계, 및 상기 판단 결과 상기 기준치 초과이면, 운전자에게 상기 차량이 제한속도구간에 있음을 알리는 단계를 포함한다.

추가로 상기 방법은 상기 판단 결과 상기 기준치 초과이면, 상기 RGB 영상데이터로부터 제한속도 정보를 획득하는 단계, 및 상기 획득된 제한속도 정보를 제어 유닛으로 출력하거나, 상기 차량 속도가 상기 제한속도를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 상기 차량 속도를 상기 제한속도 이내로 제한할 것을 요청하는 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따르면 카메라 영상만을 가지고 차량이 현재 제한속도구간에 위치하였는지 아닌지 판단할 수 있어 도로정보의 업데이트가 장기간 되지 않더라도 높은 신뢰도로 제한속도구간을 판별할 수 있다.

또한 본 발명은 차량 속도를 제한속도 이내로 제한하도록 제어하는 요청 메시지를 제공함으로써, 운전자의 주의 및 경각심을 환기하여 안전운행에 일조할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 제한속도구간 인지 및 차량 속도 제한을 수행함에 있어서 기존과 같이 GPS 모듈 및 내비게이션 기능을 필요로 하지 않는 이점도 발휘한다.

또한 본 발명은 제한속도구간, 특히 학교 주변의 어린 학생들의 통행시 강제적으로 속도를 제한함으로써 통행자의 안전을 보장한다. 또한 본 발명은 도로의 속도감시 카메라를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 제한속도구간 인지 설명을 위한 참조도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 및 제한속도 방법 흐름도.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 시스템 블록도이다.

도시된 바와 같이, 제한속도구간 인지 시스템은 카메라(100)와 단말장치(200) 및 제어 유닛(300)을 포함한다. 카메라(100)는 빛을 전자로 변환시켜 영상을 얻기 위한 촬상소자와 색을 인식하기 위한 RGB 필터 등을 포함하며, 이들 구성을 통해 RGB 영상데이터를 생성한다. 이 같은 카메라(100)는 차량 전방의 촬영을 위해 차량 내 소정 위치에 장착된다. 단말장치(200)는 오디오 및 비디오 기능을 갖는 AV 헤드 유닛일 수 있으며, 추가로 내비게이션 기능을 더 갖는 AVN 헤드 유닛일 수도 있다. 여기서 AVN이라 함은 잘 알려진 바와 같이, Audio, Video, Navigation을 의미한다. 제어 유닛(300)은 차량 내 다양한 전자 장치들을 전자적으로 제어하기 위한 유닛으로서, 하나 이상의 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)(300)으로 구성될 수 있다. 이러한 제어 유닛(300)은 휠 속도 센서로부터 차량의 속도 정보를 획득할 수 있다. 또는 제어 유닛(300)은 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN) 통신을 통해 ABS(Anti-lock Brake System), TCS(Traction Control System), ESP(Electronic Stability Program) 등으로부터 휠 속도 정보를 획득할 수도 있다. 그리고 카메라(100)와 단말장치(200)는 유선 통신 혹은 무선 통신 연결될 수 있으며, 단말장치(200)와 제어 유닛(300)은 CAN 통신 연결될 수 있다.

이하, 도 1을 참조하여 시스템의 동작 실시예에 대해 설명한다. 우선, 카메라(100)는 차량 전방에 대한 RGB 영상데이터를 생성하여, 유선 혹은 무선 연결된 단말장치(200)로 생성된 RGB 영상데이터를 전송한다. 단말장치(200)는 카메라(100)로부터 RGB 영상데이터를 수신하며, 수신된 RGB 영상데이터의 특정 색상값이 기준치를 초과하는지 판단한다. 바람직하게 RGB 영상데이터의 특정 색상값은 레드(R) 값이다. 그리고 레드(R) 색상값이 기준치를 초과한다는 의미는 현재 차량이 위치한 구간이 제한속도구간임을 의미하는 것이다. 특정 색상값을 레드(R) 색상값으로 정의한 이유는 통상 제한속도구간임을 운전자에게 경고하는 안내 표시가 도 2의 참조도에 도시된 바와 같이 레드(R) 색상으로 표시되기 때문이다. 특정 색상값이 기준치를 초과하면, 단말장치(200)는 스피커 또는 디스플레이 장치를 통해 운전자에게 차량이 제한속도구간에 위치하였음을 경고한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 단말장치(200)는 카메라(100)로부터 수신된 RGB 영상데이터를 분석하여 그 영상 내에서 제한속도 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 단말장치(200)는 알려진 문자 인식 알고리즘을 이용하여 카메라 영상에서 제한속도 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 단말장치(200)는 카메라 영상으로부터 획득된 제한속도 정보를 제어 유닛(300)으로 출력한다. 이에 제어 유닛(300)은 단말장치(200)로부터 제한속도 정보를 수신하며, 차량 속도가 제한속도를 초과하는지 판단한다. 판단 결과 초과하는 경우, 제어 유닛(300)은 제한속도 이내로 차량의 속도를 낮추기 위한 제어를 수행한다. 여기서 차량 속도를 제한 속도 이내로 강압적으로 낮추는 기술은 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략한다. 추가로 제어 유닛(300)은 후방 차량의 운전자에게 제한속도구간임을 알리기 위해 후방 비상등을 LIN(Local Interconnect Network)을 통해 점등 제어할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 단말장치(200)는 차량 속도와 카메라 영상으로부터 획득된 제한속도를 비교하며, 차량 속도가 제한속도를 초과하는 경우 차량 속도를 제한속도 이내로 제한하기 위한 요청신호를 제어 유닛(300)으로 출력한다. 제어 유닛(300)은 단말장치(200)로부터 요청신호를 수신하며, 요청신호에 따라 차량 속도를 제한 속도 이내로 낮추기 위한 제어를 수행한다. 추가로 제어 유닛(300)은 후방 차량의 운전자에게 제한속도구간임을 알리기 위해 후방 램프를 점등 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치 블록도이다.

도시된 바와 같이, 단말장치(200)는 수신부(210)와 통신부(220) 및 제어부(230)를 포함한다. 수신부(210)는 카메라(100)로부터 RGB 영상데이터를 수신하기 위한 수신 모듈이다. 일 실시예에 있어서, 수신부(210)는 유선 케이블을 통해 RGB 영상데이터를 수신하기 위한 커넥터를 포함하여 구성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 수신부(210)는 무선 통신을 통해 RGB 영상데이터를 수신하기 위한 무선 수신 모듈일 수도 있다. 통신부(220)는 제어 유닛(300)과의 CAN 신호 송수신을 위한 통신 모듈이다. 제어부(230)는 단말장치(200) 전반을 제어하기 위한 컨트롤러이다. 우선, 수신부(210)는 카메라(100)로부터 RGB 영상데이터를 수신하여 제어부(230)로 출력한다. 제어부(230)는 수신부(210)로부터 RGB 영상데이터를 입력받으며, 입력된 RGB 영상데이터 내의 특정 색상값이 기준치 초과인지 판단한다. 바람직하게 특정 색상은 레드(R) 색상이다. RGB 영상데이터 내의 특정 색상값이 기준치를 초과하는지 판단한 결과 기준치를 초과하면, 제어부(230)는 운전자에게 차량이 현재 제한속도구간을 주행하고 있음을 경고한다. 예를 들어, 제어부(230)는 표시 화면 영상을 통해 경고할 수 있으며 아니면 음성 출력을 통해 경고할 수도 있다. 나아가 제어부(230)는 RGB 영상데이터로부터 제한속도 정보를 획득한다. 이를 위해 제어부(230)는 영상으로부터 문자를 인식할 수 있는 문자 인식 알고리즘을 사용한다.

예를 들어 설명하면, 제어부(230)는 우선 카메라 영상에서 제한속도 표지판이 포함된 일정 영역, 예를 들면 카메라 영상의 우측 일부분 영역의 영상에서 문자는 검정 색 배경은 흰색으로 이치화한다. 일 예로, 제어부(230)는 적응 다중 제한값(adaptice multi-threshold)을 이용한 이치화 알고리즘을 사용하여 이치화를 수행한다. 그 다음, 제어부(230)는 이치화된 영상으로부터 각각의 문자를 분할하는데, 이치화 과정에서 잡음이 들어간 경우를 고려하여 정확하게 문자 부분만을 구별하도록 한다. 이후, 제어부(230)는 분할된 각 문자를 인식하여 텍스트로 변환시킨다. 이 같은 문자 인식 기술 자체는 공지된 사항이므로, 이 이상의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 카메라 영상으로부터 제한속도 정보가 획득되면, 제어부(230)는 획득된 제한속도 정보 자체를 통신부(220)를 통해 제어 유닛(300)으로 전달한다. 아니면, 제어부(230)는 차량 속도와 제한속도를 비교한 후에 차량 속도가 제한속도를 초과하면, 차량 속도를 제한속도 이내로 낮춰줄 것을 요청하기 위한 신호를 생성하여 통신부(220)를 통해 제어 유닛(300)으로 전달할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 및 제한속도 방법 흐름도이다.

제어부(230)는 수신부(210)를 통해 RGB 영상데이터를 수신하며, 수신된 RGB 영상데이터 내의 특정 색상인 레드(R)의 색상값이 기준치를 초과하는지 판단한다(S100)(S200). S200에서 레드(R)의 색상값이 기준치를 초과하는 것으로 판단되면, 제어부(230)는 차량이 제한속도구간에 있음을 AV 기능을 통해 운전자에게 알린다(S300). 추가로 제어부(230)는 문자 인식 알고리즘을 이용하여 카메라 영상으로부터 제한속도 정보를 획득한 후, 차량 속도가 제한속도를 초과하는지 판단한다(S400)(S500). S500에서 차량 속도가 제한속도를 초과하는 것으로 판단되면, 제어부(230)는 통신부(220)를 통해 제어 유닛(300)으로 차량 속도가 제한속도 이내로 되도록 요청 신호를 출력한다(S600). 이후, 변속 레버의 주차단(P) 위치 등 차량 주행이 종료된 것으로 판단되면, 제어부(230)는 상술한 프로세스를 종료한다(S700). 한편, 상술한 예에서는 제어부(230)에서 차량 속도가 제한속도를 초과하는지 판단하여 요청 신호를 제어 유닛(300)으로 출력하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 제한속도 정보 자체를 제어 유닛(300)으로 전달할 수도 있다. 즉, 후자의 경우는 제어 유닛(300)에서 차량 속도와 제한속도의 비교 및 판단을 수행하도록 하는 것이다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 카메라 200 : 단말장치
210 : 수신부 220 : 통신부
230 : 제어부 300 : 제어 유닛

Claims (8)

1. 차량의 전방 영역을 촬영하는 카메라로부터 RGB 영상데이터를 수신하는 수신부; 및
   상기 RGB 영상데이터 내의 레드 색상값이 속도 제한 구역 내 도로 포장색에 의해 기준치보다 초과되는 경우, 상기 차량의 운전자에게 상기 차량이 제한속도구간에 있음을 경고하고, 상기 RGB 영상데이터 내 숫자 인식을 통해 제한속도 정보 및 상기 차량의 속도를 제한속도 이내로 제한하기 위한 요청 신호 중 적어도 어느 하나를 제어 유닛으로 전송하는 제어부
   를 포함하는 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 가능한 차량용 단말장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 차량의 전방 촬영을 위한 카메라로부터 수신된 RGB 영상데이터 내의 레드 색상값이 속도 제한 구역 내 도로 포장색에 의해 기준치보다 초과되는지 여부를 판단하고, 상기 레드 색상값이 상기 기준치보다 초과되는 경우 상기 차량의 운전자에게 상기 차량이 제한속도구간에 있음을 경고하고 상기 RGB 영상 데이터 내 숫자 인식을 수행하며, 제한속도 정보 및 상기 차량의 속도를 제한속도 이내로 제한하기 위한 요청 신호 중 적어도 어느 하나를 전송하는 단말장치; 및
   상기 제한속도 정보를 입력받는 경우 상기 차량의 속도가 제한속도를 초과하는지를 판단하여 초과할 경우 상기 차량의 속도를 상기 제한속도 이내로 제한하고, 상기 요청 신호를 입력받는 경우 상기 차량의 속도를 상기 제한속도 이내로 제한하며, LIN(Local Interconnect Network)를 통해 후방 비상등을 점등 제어하여 후방 차량의 운전자에게 제한속도 구간임에 대한 알림을 제공하는 제어 유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 제한속도구간 인지 시스템.
6. 삭제
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8. 삭제

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