KR101843990B1 - Modulating method of motion blur and measuring method of vehicle velocity vector using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 카메라를 통해 얻을 수 있는 모션 블러를 변조하는 방법 및 변조된 모션 블러 정보를 이용해 차량의 속도를 측정 및 속도 정보를 추정할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of modulating a motion blur obtainable through a camera and a method of measuring a velocity of the vehicle using the modulated motion blur information and estimating velocity information.
운전자 혹은 운전 제어 장치가 차량을 안전하게 제어하기 위해서는 차량의 속도 정보 및 타이어에 발생하고 있는 힘 정보를 추정하는 것이 매우 중요하며, 종래에는 차량의 속도 벡터 정보를 얻기 위하여 이동 물체의 속도, 방향, 중력 및 가속도를 측정하는 관성 측정장치(IMU; Inertial Measurement Unit) 정보를 이용한 차량 동역학 모델을 사용하거나 이를 위성 항법 시스템(GPS; Global Positioning System)과 융합하는 연구가 진행되어 왔다.In order to control the vehicle safely, it is very important for the driver or the operation control device to estimate the speed information of the vehicle and the force information generated in the tire. Conventionally, in order to obtain the vehicle speed vector information, And a vehicle dynamics model using inertial measurement unit (IMU) information for measuring acceleration, or fusing it with a global positioning system (GPS).
그러나 모델의 불확실성, GPS 신호의 지연, IMU 정보의 편류 현상 등으로 인해 속도 정보의 불확실성이 증가 할 수 있으며, 이는 타이어에 작용하는 힘의 추정에 있어 큰 오차를 발생시킬 수 있다. 또한, 레이저를 이용한 속도 측정 방법은 정확하지만 가격이 비싸며 크기가 커서 판매용 차량에 장착이 불가능하다.However, the uncertainty of the speed information may increase due to the uncertainty of the model, the delay of the GPS signal, and the drift of the IMU information, which may cause a large error in estimating the force acting on the tire. Also, the laser measurement method is accurate, but the price is high and the size is so large that it can not be mounted on a commercial vehicle.
따라서 측정한 속도 정보의 정확성이 높으며 가격이 저렴하면서 소형으로 차량의 속도 정보를 측정할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a technology that can measure the speed information of the vehicle with a high accuracy of the measured speed information and a low cost and small size.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라를 통해 얻을 수 있는 모션 블러를 변조하고 변조된 모션 블러 정보를 이용해 차량의 속도를 측정 및 속도 정보를 추정할 수 있도록 하여, 측정한 속도 정보의 정확성이 높으며 가격이 저렴하면서 소형으로 차량의 속도 정보를 측정할 수 있는 모션 블러 변조 방법 및 이를 이용한 차량 속도 측정 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for modulating a motion blur obtained through a camera and measuring the speed of the vehicle using the modulated motion blur information, The present invention also provides a method for measuring a vehicle speed using the method and a motion blur modulation method capable of measuring the speed information of the vehicle at a low cost with a high accuracy of the measured speed information.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모션 블러 변조 방법은, 차량이 주행할 때, 상기 차량에 설치된 카메라로 지면을 촬영하여 상기 카메라의 이미지 센서에 기록되는 촬영된 이미지에 모션 블러가 발생하도록 하되, 상기 차량이 주행하는 동안 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직여, 상기 차량의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러가 발생하도록 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for modulating motion blur, comprising the steps of: photographing a ground surface with a camera installed in the vehicle when the vehicle is traveling, generating motion blur in a photographed image recorded in the image sensor of the camera During the traveling of the vehicle, any one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera may be moved in a specific pattern so that a motion blur modulated in a tilted manner with respect to the moving direction of the vehicle may be generated.
또한, 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직이되, 상기 차량의 전방과 후방을 연결하는 종방향에 대해 특정한 각도만큼 기울어진 방향으로 움직이도록 할 수 있다.In addition, any one of the image sensor, camera lens, and camera of the camera may be moved in a specific pattern, and may be moved in a direction inclined by a specific angle with respect to the longitudinal direction connecting the front and rear of the vehicle.
또한, 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나는 촬영 방향에 수직인 방향으로 특정 구간을 일정한 속력으로 직선 왕복운동할 수 있다.In addition, any one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera may linearly reciprocate a specific section at a constant speed in a direction perpendicular to the photographing direction.
또한, 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나는 촬영 방향에 수직인 회전축을 중심으로 특정한 각도 범위를 일정한 각속도로 회전 왕복운동할 수 있다.In addition, any one of the image sensor, camera lens, and camera of the camera may be rotated and reciprocated at a specific angular speed around a rotational axis perpendicular to the photographing direction at a predetermined angular velocity.
또한, 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직이되, 사인파, 삼각파, 사각파 및 사다리꼴파 중 어느 하나의 성분을 갖는 패턴으로 움직일 수 있다.In addition, any one of the image sensor, camera lens, and camera of the camera may be moved in a specific pattern, and may be moved in a pattern having any one of a sine wave, a triangle wave, a square wave, and a trapezoid wave.
그리고 본 발명의 모션 블러 변조 방법을 이용한 차량 속도 측정 방법은, 차량이 주행할 때, 상기 차량에 설치된 카메라로 지면을 촬영하면서, 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직여, 상기 차량의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러가 발생하도록 하는 모션 블러 변조 단계(S10); 상기 차량의 전방과 후방을 연결하는 종방향을 기준으로 하여 상기 변조된 모션 블러의 기울기 정보를 획득하는 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20); 및 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나가 움직인 속도와 상기 기울기 정보로부터 차량의 속도 벡터 정보를 획득하는 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30); 를 포함하여 이루어질 수 있다.The method of measuring a vehicle speed using the motion blur modulation method according to the present invention is a method for measuring a vehicle speed using a motion blur modulation method in which, when a vehicle runs, the image sensor of a camera, (S10) for generating a motion blur modulated in a tilted form with respect to a moving direction of the vehicle; A step (S20) of modulating the motion blur to acquire the tilt information of the modulated motion blur with reference to the longitudinal direction connecting the front and rear of the vehicle; And a vehicle speed vector information extraction step (S30) of obtaining speed vector information of the vehicle from the speed at which one of the image sensor, camera lens, and camera of the camera moves and the tilt information; . ≪ / RTI >
또한, 상기 모션 블러 변조 단계(S10)에서는, 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 움직이되 방향을 바꾸어 가면서 특정한 속력(Vc)으로 움직여 모션 블러를 변조할 수 있다.In the motion blur modulation step S10, the motion blur may be modulated by moving the image sensor of the camera, the lens of the camera, or the camera and moving the camera at a specific speed Vc while changing its direction.
또한, 상기 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20)에서는, 푸리에 변환(Fourier transform) 또는 방향 프로젝션(Directional projection)을 여러 번 반복하여 나오는 패턴을 이용해 변조된 모션블러의 기울기 정보를 획득할 수 있다.In addition, in the step of measuring the slope of the modulated motion blur (S20), the slope information of the modulated motion blur can be obtained by using a pattern generated by repeating a Fourier transform or a directional projection several times .
또한, 상기 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30)에서는, 가버 필터(Gabor filter)를 다양한 각도로 컨볼류전 적분을 수행한 후 최댓값을 가지는 각도정보, 회선 신경망 기술(Convolutional Neural Network), 딥 러닝(Deep learning) 기법 및 인공 지능(Artificail Intelligence) 기법 중 어느 하나를 이용해 차량의 속도 벡터 정보를 획득할 수 있다.In the vehicle speed vector information extraction step S30, the Gabor filter is subjected to convolution pre-integration at various angles, and then the angle information, the convolutional neural network, and the deep running Deep learning technique and artificially intelligence technique can be used to acquire vehicle speed vector information.
또한, 본 발명의 모션 블러를 이용한 차량의 슬립 각도 측정 방법은, 차량이 주행할 때, 상기 차량에 설치된 카메라로 지면을 촬영하되, 차량을 기준으로 상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라를 움직여주지 않은 상태에서 촬영하여, 촬영된 이미지에 모션 블러가 발생하도록 하는 모션 블러 형성 단계(SA10); 및 상기 촬영된 이미지에서 상기 차량의 전방과 후방을 연결하는 종방향을 기준으로 하여 상기 모션 블러의 기울기 정보를 획득하는 모션 블러의 기울기 측정 단계(SA20); 및 상기 모션 블러의 기울기 정보로부터 차량의 미끄러짐 각도(slip angle, β)를 추정하는 슬립 각도 추정 단계(SA30); 를 포함하여 이루어질 수 있다.A method for measuring a slip angle of a vehicle using a motion blur according to the present invention is a method for measuring a slip angle of a vehicle using a motion blur, A motion blur forming step (SA10) of photographing in a state in which it is not moved, so that motion blur is generated in the photographed image; And a tilt measuring step (SA20) of obtaining motion tilt information of the motion blur based on a longitudinal direction connecting the front and rear of the vehicle in the photographed image; And a slip angle estimating step (SA30) of estimating a slip angle (?) Of the vehicle from the inclination information of the motion blur; . ≪ / RTI >
또한, 본 발명의 모션 블러 변조 장치는, 렌즈 및 상기 렌즈를 이용하여 모은 빛 정보를 기록하는 이미지 센서를 포함하며, 지면을 바라보도록 차량에 설치되어 지면을 촬영할 수 있는 카메라; 및 상기 이미지 센서, 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 반복적으로 움직여주는 변조 수단; 을 포함하여 이루어질 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a motion blur modulation apparatus comprising: a camera including a lens and an image sensor for recording light information gathered using the lens, the camera being installed on a vehicle so as to face the ground; And modulating means for repeatedly moving any one of the image sensor, the lens, and the camera in a specific pattern; . ≪ / RTI >
또한, 상기 변조 수단은, 상기 카메라에 결합된 암; 상기 암의 단부에 결합된 볼 조인트; 외주면에 원주방향을 따라가면서 지그재그 형태로 오목하게 홈이 형성되어, 상기 홈에 볼 조인트의 볼이 안치되어 결합된 원통캠; 및 상기 원통캠에 결합되어 원통캠을 회전시키는 모터; 를 포함하여 이루어질 수 있다.The modulating means may further comprise: an arm coupled to the camera; A ball joint coupled to an end of the arm; A cylindrical cam having a concave groove formed in a zigzag shape along the circumferential direction on the outer circumferential surface thereof and having a ball of a ball joint inserted into the groove; And a motor coupled to the cylindrical cam to rotate the cylindrical cam; . ≪ / RTI >
또한, 상기 변조 수단은, 상기 카메라의 일측과 차량의 차체에 양단이 지지된 탄성수단; 상기 카메라의 타측에 외주면이 접하도록 배치된 하트캠; 및 상기 하트캠에 결합되어 하트캠을 회전시키는 모터; 를 포함하여 이루어질 수 있다.The modulating means may include elastic means having both ends supported by one side of the camera and a vehicle body of the vehicle; A heart cam disposed on the other side of the camera so as to be in contact with an outer peripheral surface thereof; And a motor coupled to the heart cam to rotate the heart cam; . ≪ / RTI >
또한, 상기 변조 수단은, 상기 카메라의 몸체에 일측이 결합되고 렌즈 및 이미지 센서 중 어느 하나 이상에 타측이 결합된 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)일 수 있다.The modulation means may be a voice coil motor (VCM) having one side coupled to the camera body and the other side coupled to at least one of the lens and the image sensor.
또한, 본 발명의 차량의 속도 정보 측정 장치는, 상기 모션 블러 변조 장치; 상기 이미지 센서에 연결되어, 이미지 센서에 기록된 정보로부터 차량의 속도 정보를 추출하는 이미지 프로세서; 및 상기 이미지 프로세서에 연결되어, 이미지 프로세서에서 얻은 속도 정보를 차량의 ECU에 전달하는 통신모듈; 을 포함하여 이루어질 수 있다.Further, the vehicle speed information measurement apparatus of the present invention may further comprise: the motion blur modulation apparatus; An image processor coupled to the image sensor, the image processor extracting speed information of the vehicle from information recorded in the image sensor; And a communication module, connected to the image processor, for transmitting the speed information obtained from the image processor to the ECU of the vehicle. . ≪ / RTI >
본 발명의 모션 블러 변조 방법 및 이를 이용한 차량 속도 측정 방법은, 차량과 지면과의 상대속도 정보를 측정할 수 있는 새로운 센서 시스템으로서, 노출 시간에 영향을 받지 않아 환경 변화에 둔감하며 시스템의 크기가 작고 적은 계산량과 높은 정확도를 가지므로 차량의 동역학 제어뿐만 아니라 차량의 정밀한 위치 추정 및 자율 주행 등의 다양한 분야에 적용이 가능한 장점이 있다.The motion blur modulation method of the present invention and the vehicle speed measurement method using the same are new sensor systems capable of measuring the relative speed information between the vehicle and the ground. The motion blur modulation method is insensitive to the exposure time, It has a merit that it can be applied to various fields such as precise position estimation and autonomous driving of a vehicle as well as dynamics control of a vehicle because it has a small amount of calculation and high accuracy.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 및 모션 블러를 변조하기 위한 변조 수단을 차량의 옆면, 후방 및 차량 내부 전방에 장착한 시스템을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 카메라로 지면을 촬영한 영상정보(이미지)를 나타낸 사진.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 차량이 종방향 속도 u 및 횡방향 속도 v로 움직이는 경우에 모션 블러가 발생한 이미지.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량이 종방향 속도 u 및 횡방향 속도 v로 움직이는 동안 변조 수단을 이용해 카메라를 횡방향으로 반복적으로 특정한 패턴으로 흔들어 주면서 촬영한 모션 블러가 변조된 이미지.
도 9는 본 발명에 따른 변조된 모션 블러에서 모션 블러를 변조하는 속도(vc), 차량의 횡방향 속도(u), 종방향 속도(v) 및 변조된 모션 블러의 기울기(m1, m2)와의 관계를 나타낸 개념도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 모션 블러 변조 방법을 이용한 차량 속도 측정 방법에서 변조된 모션 블러 이미지를 이용한 영상처리 과정을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 모션 블러 변조 장치를 나타낸 정면도.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 모션 블러 변조 장치를 나타낸 상측 평면도.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 모션 블러 변조 장치를 나타낸 개념도.1 is a perspective view showing a system in which modulation means for modulating a camera and a motion blur according to the present invention are mounted on a side surface, a rear side, and a vehicle interior side of the vehicle.
4 is a photograph showing image information (image) obtained by photographing the ground surface by the camera according to the present invention.
5 and 6 are images in which a motion blur occurs when the vehicle according to the present invention is moving at a longitudinal velocity u and a lateral velocity v.
Figs. 7 and 8 are images in which the motion blur is photographed while the vehicle according to the present invention is being shaken repeatedly in a specific pattern in the lateral direction using the modulation means while the vehicle is moving at the longitudinal velocity u and the lateral velocity v.
Figure 9 is the slope (m1, m2) for modulating the motion blur in the modulation motion blur speed (v c), transverse velocity (u), the longitudinal speed of the vehicle (v) and the modulation motion blur according to the invention And FIG.
10 and 11 are diagrams illustrating an image processing process using a modulated motion blur image in a vehicle speed measurement method using the motion blur modulation method of the present invention.
12 is a front view showing a motion blur modulation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
13 is a top plan view of a motion blur modulation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
14 and 15 are conceptual diagrams showing a motion blur modulation apparatus according to a third embodiment of the present invention;
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 모션 블러 변조 방법 및 이를 이용한 차량 속도 측정 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the motion blur modulation method of the present invention and the vehicle speed measurement method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[모션 블러 변조 방법][Motion blur modulation method]
도 1은 본 발명에 따른 카메라 및 모션 블러를 변조하기 위한 변조 수단을 차량의 옆면, 후방 및 차량 내부 전방에 장착한 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라로 지면을 촬영한 영상정보(이미지)를 나타낸 사진이며, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 차량이 종방향 속도 u 및 횡방향 속도 v로 움직이는 경우에 모션 블러가 발생한 이미지이며, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량이 종방향 속도 u 및 횡방향 속도 v로 움직이는 동안 변조 수단을 이용해 카메라를 횡방향으로 반복적으로 특정한 패턴으로 흔들어 주었면서 촬영한 모션 블러가 변조된 이미지이다.FIG. 1 is a perspective view showing a system in which modulation means for modulating a camera and a motion blur according to the present invention are mounted on a side surface, a rear side, and a vehicle interior side of a vehicle, FIG. 4 is a view FIGS. 5 and 6 are images in which a motion blur occurs when the vehicle according to the present invention is moving at the longitudinal velocity u and the lateral velocity v, and FIGS. 7 and 8 are photographs showing the information (image) Is a modulated image of a motion blur photographed while modulating the camera repeatedly in a specific pattern using modulation means while the vehicle following the vehicle is moving at the longitudinal velocity u and the lateral velocity v.
도시된 바와 같이 본 발명의 모션 블러 변조 방법은, 차량(10)이 주행할 때, 상기 차량(10)에 설치된 카메라(100)로 지면을 촬영하여 상기 카메라(100)의 이미지 센서(130)에 기록되는 촬영된 이미지에 모션 블러가 발생하도록 하되, 상기 차량(10)이 주행하는 동안 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직여, 상기 차량(10)의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러(MMB; Modulated Motion Blur)가 발생하도록 할 수 있다.As shown in the figure, the motion blur modulation method of the present invention includes the steps of photographing the ground surface by the
우선, 모션 블러는 카메라(100)의 렌즈(120)를 통해 들어오는 빛이 시간에 따라 특정한 방향으로 이동하는 경우에 이미지 센서(130)들의 셀들이 x축과 y축에 고르게 분포되어 있으므로 잔상이 남게되며, 촬영된 이미지에서 이 잔상에 의해 생긴 뚜렷하게 나타난 줄무니를 모션 블러라고 한다. 즉, 차량과 지면의 상대속도차이로 인해 모션 블러가 발생하게 되며, 차량(10)이 주행할 때 차량(10)의 내부 또는 외부에 설치된 카메라(100)를 이용해 지면을 촬영하면 카메라(100)에 의해 촬영된 이미지에 모션 블러가 발생하게 된다. 여기에서 본 발명은 차량(10)이 주행하는 동안에 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직여 인공적인 모션 블러를 형성시키며, 차량(10)의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러(MMB; Modulated Motion Blur)를 얻을 수 있다.First, since the cells of the
즉, 일례로 도 1 내지 도 3과 같이 카메라(100)는 차량의 내부 또는 외부에 구비되어, 차량(10)이 올라서 있는 지면인 아스팔트 또는 오프로드 도로 등을 바라보도록 설치될 수 있다. 그리고 카메라(100)는 도 1과 같이 차량의 옆면(측면)에 설치되어 지면을 수직으로 바라보도록(아래쪽을 촬영하도록) 할 수 있으며, 도 2와 같이 차량의 후방에 설치된 후방카메라 모듈을 이용해 지면을 비스듬하게 바라보도록 하여 촬영할 수도 있으며, 도 3과 같이 차량의 내부인 앞유리쪽에 카메라를 설치하여 지면을 수평으로 바라보도록(전방을 정면으로 바라보도록) 촬영하거나 차량 전방쪽의 지면을 비스듬하게 바라보도록 설치되는 등 다양하게 설치될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 1 to 3, the
여기에서 차량(10)이 움직이지 않는 경우, 지면을 바라보도록 설치된 카메라(100)에 의해 촬영되는 영상정보는 도 4와 같다. 그리고 차량(10)이 종방향(X축방향) 속도 u 및 횡방향(Y축방향) 속도 v로 움직이는 동안 촬영되어 모션 블러가 발생된 이미지는 도 5 및 도 6과 같이 나타날 수 있으며, 이때 촬영된 이미지인 도 6에서의 x축 및 y축은 차량의 좌표계에서의 X축 및 Y축과 같다. 또한, 모션 블러가 발생된 이미지에서 속도 벡터 u와 v의 합벡터가 x축과 이루는 각도(β) 방향으로 차량이 이동하는 것을 알 수 있다.Herein, when the
이때, 일례로 차량(10)이 주행하는 동안에 카메라(100)를 횡방향(Y축방향)으로 흔들어주되 특정한 패턴으로 반복적으로 들어주면 도 7 및 도 8과 같은 변조된 모션 블러를 갖는 이미지 정보를 카메라로부터 얻을 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 차량(10)의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러(MMB; Modulated Motion Blur)가 발생하도록 할 수 있으며, 서로 다른 기울기를 갖는 두 종류의 선들이 교차하여 겹쳐진 형태의 이미지로 나타날 수 있다.At this time, for example, if the
또한, 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직이되, 상기 차량(10)의 전방과 후방을 연결하는 종방향(X축방향)에 대해 특정한 각도만큼 기울어진 방향으로 움직이도록 할 수 있다. 그리하여 차량(10)이 X축방향에 대해 기울어진 방향으로 주행하더라도 차량의 진행방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러가 나타날 수 있다. 여기에서 특정한 각도는 종방향인 X축에 대해 기울어진 각도로서 0도보다 크고 360도보다 작은 각도 범위 내에서 다양하게 형성될 수 있으며, 일례로 도시된 바와 같이 종방향에 수직인 횡방향(Y축방향)으로 움직이도록 할 수 있다.In addition, any one of the
또한, 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나는 촬영 방향에 수직인 방향으로 특정 구간을 일정한 속력(vc)으로 직선 왕복운동할 수 있다. 즉, 일례로 지면을 수직으로 바라보면서 촬영하는 카메라(100)를 촬영 방향에 수직인 방향인 횡방향(Y축방향)으로 일정한 속력으로 직선으로 왕복운동하도록 하여 모션 블러를 변조할 수 있다.In addition, any one of the
또한, 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나는 촬영 방향에 수직인 회전축을 중심으로 특정한 각도 범위를 일정한 각속도로 회전 왕복운동할 수 있다. 일례로 종방향(X방향)으로 배치되어 차량(10)에 고정 설치된 회전축을 중심으로 카메라(100)가 회전될 수 있으며, 특정한 각도 범위를 일정한 각속도(ωc)로 회전 왕복운동하도록 하여 모션 블러를 변조할 수 있다.In addition, any one of the
또한, 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직이되, 사인파, 삼각파, 사각파 및 사다리꼴파 중 어느 하나의 성분을 갖는 패턴으로 움직일 수 있다. 상기한 파형들의 시간 또는 위상에 따른 진폭 성분을 갖는 변위가 발생하도록 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나가 움직일 수 있으며, 상기한 바와 같이 직선 왕복운동 또는 회전 왕복운동 할 수 있다.Also, any one of the
[차량 속도 측정 방법][Vehicle speed measurement method]
본 발명의 모션 블러 변조 방법을 이용한 차량 속도 측정 방법은, 차량(10)이 주행할 때, 상기 차량(10)에 설치된 카메라(100)로 지면을 촬영하면서, 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직여, 상기 차량(10)의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러가 발생하도록 하는 모션 블러 변조 단계(S10); 상기 차량(10)의 전방과 후방을 연결하는 종방향(X축방향)을 기준으로 하여 상기 변조된 모션 블러의 기울기 정보를 획득하는 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20); 및 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나가 움직인 속도와 상기 기울기 정보로부터 차량의 속도 벡터 정보를 획득하는 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30); 를 포함하여 이루어질 수 있다.The method of measuring vehicle speed using the motion blur modulation method of the present invention is a method of measuring a vehicle speed using a
우선, 모션 블러 변조 단계(S10)에서는 상기한 바와 같은 모션 블러 변조 방법을 이용해 모션 블러를 변조할 수 있다.First, in the motion blur modulation step S10, the motion blur can be modulated by using the above-described motion blur modulation method.
그리고 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20)에서는 변조된 모션 블러에서 종방향(X축방향)을 기준으로 하여 서로 다른 기울기를 갖는 두 종류의 선들의 기울기를 측정할 수 있다.In the slope measurement step S20 of the modulated motion blur, the slope of two types of slopes having different slopes with respect to the longitudinal direction (X-axis direction) in the modulated motion blur can be measured.
또한, 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30)에서는 일례로 카메라(100)를 특정한 패턴으로 움직여(흔들어서) 모션 블러를 변조한 경우, 카메라(100)를 흔들어준 정보와 상기 기울기 정보로부터 차량의 속도 벡터 정보를 추출해 낼 수 있다. 즉, 변조된 모션 블러의 기울기 정보는 차량(10)이 이동되는 속도 정보를 포함하고 있으므로 이를 통해 차량의 속도 벡터 정보를 얻을 수 있다.In the vehicle speed vector information extraction step S30, for example, when the
이때, 상기 모션 블러 변조 단계(S10)에서는, 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 움직이되 방향을 바꾸어 가면서 특정한 속력(vc)으로 움직여 모션 블러를 변조할 수 있다.At this time, in the motion blur modulation step (S10), one of the
즉, 모션 블러를 변조하기 위해 횡방향으로 카메라(100)를 흔드는 속력(vc)을 일정하게 하는 경우, 도 9와 같이 모션 블러를 변조하는 속력 +vc, -vc 와 차량의 종방향 속도 u 및 횡방향 속도 v 의 합벡터로 인하여 모션 블러가 발생하게 된다. 이때, 이들의 관계식은 아래의 식 1 및 식 2와 같이 나타낼 수 있으며, m1은 +vc, u, v의 합벡터가 만들어낸 모션 블러의 기울기이며, m2는 -vc, u, v의 합벡터가 만들어낸 모션 블러의 기울기이다.That is, when the speed v c for shaking the
(식 1) (Equation 1)
(식 2) (Equation 2)
그리하여 상기 식들을 이용해 차량의 속도 u 와 v를 측정할 수 있다.Thus, the velocities u and v of the vehicle can be measured using the above equations.
또한, 도 10과 같이 변조된 모션 블러를 대표하는 궤적을 생성할 수 있으며, 이 궤적을 나타내는 식은 도 10에 나타낸 바와 같다. 이때, 식에서 x1, y1, x2, y2는 이미지 내에서 임의의 초기 시작점이다. 그리고 우상향 하는 궤적에 대한 것이 위쪽의 식이며, 우하향 하는 궤적에 대한 것이 아래쪽의 식에 해당된다. 또한, 두 개의 궤적이 이루는 각도 중 x축방향에 해당되는 각도를 2분하는 중심선의 방향이 차량의 이동 방향이 될 수 있다.In addition, it is possible to generate a trajectory representative of the modulated motion blur as shown in Fig. 10, and the expression representing this trajectory is as shown in Fig. Here, x1, y1, x2, y2 are arbitrary initial starting points in the image. For upward-trajectory is the upper equation, and for the downward-trajectory is the lower equation. In addition, the direction of the center line that bisects the angle corresponding to the x-axis direction among the angles formed by the two trajectories can be the moving direction of the vehicle.
또한, 상기 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20)에서는, 푸리에 변환(Fourier transform) 또는 방향 프로젝션(Directional projection)을 여러 번 반복하여 나오는 패턴을 이용해 변조된 모션블러의 기울기 정보를 획득할 수 있다.In addition, in the step of measuring the slope of the modulated motion blur (S20), the slope information of the modulated motion blur can be obtained by using a pattern generated by repeating a Fourier transform or a directional projection several times .
즉, 도 11과 같이 변조 수단(200) 및 카메라(100)를 이용해 촬영한 변조된 모션 블러 이미지에서 윤곽을 추출하고 이를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier transform)한 후 스펙트럼들에서 점 확산 함수(PSF; Point Spread Function)를 추정할 수 있으며, 이를 통해 차량의 종방향 속도 및 횡방향 속도를 측정할 수 있다. 또는 변조된 모션 블러 이미지에서 윤곽을 추출하고 방향 프로젝션 여러 번 반복하여 나오는 패턴을 이용해 기울기를 추정하고, 이를 통해 차량의 종방향 속도 및 횡방향 속도를 측정할 수도 있다. 이외에도 다양한 영상처리 기법을 이용해 윤곽을 추출하고 모션 블러의 기울기를 추정할 수 있다.11, an outline is extracted from the modulated motion blur image photographed using the modulation means 200 and the
또한, 상기 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30)에서는, 가버 필터(Gabor filter)를 다양한 각도로 컨볼류전 적분을 수행한 후 최댓값을 가지는 각도정보, 회선 신경망 기술(Convolutional Neural Network), 딥 러닝(Deep learning) 기법 및 인공 지능(Artificail Intelligence) 기법 중 어느 하나를 이용해 차량의 속도 벡터 정보를 획득할 수 있다.In the vehicle speed vector information extraction step S30, the Gabor filter is subjected to convolution pre-integration at various angles, and then the angle information, the convolutional neural network, and the deep running Deep learning technique and artificially intelligence technique can be used to acquire vehicle speed vector information.
또한, 본 발명의 모션 블러를 이용한 차량의 슬립 각도 측정 방법은, 차량이 주행할 때, 상기 차량에 설치된 카메라(100)로 지면을 촬영하되, 차량(10)을 기준으로 상기 카메라의 이미지 센서(130), 카메라의 렌즈(120) 및 카메라(100)를 움직여주지 않은 상태에서 촬영하여, 촬영된 이미지에 모션 블러가 발생하도록 하는 모션 블러 형성 단계(SA10); 및 상기 촬영된 이미지에서 상기 차량(10)의 전방과 후방을 연결하는 종방향(X축방향)을 기준으로 하여 상기 모션 블러의 기울기 정보를 획득하는 모션 블러의 기울기 측정 단계(SA20); 및 상기 모션 블러의 기울기 정보로부터 차량의 미끄러짐 각도(slip angle, β)를 추정하는 슬립 각도 추정 단계(SA30); 를 포함하여 이루어질 수 있다.A method for measuring a slip angle of a vehicle using the motion blur of the present invention is a method for measuring a slip angle of a vehicle using a motion blur, 130), a motion blur forming step (SA10) of photographing the camera (120) and the camera (100) in a state in which they are not moved, and causing motion blur in the photographed image; And a tilt measuring step (SA20) of obtaining a tilt information of the motion blur based on a longitudinal direction (X-axis direction) connecting the front and rear of the vehicle (10) in the photographed image; And a slip angle estimating step (SA30) of estimating a slip angle (?) Of the vehicle from the inclination information of the motion blur; . ≪ / RTI >
모션 블러 형성 단계(SA10)는 차량(10)에 설치되어 움직이지 않도록 고정된 카메라(100)를 이용해 지면을 촬영하여, 촬영된 이미지에 모션 블러가 발생하도록 하는 단계이다. 그리고 모션 블러의 기울기 측정 단계(SA20)는 모션 블러가 발생된 이미지에서 종방향(X축방향)을 기준으로 선들의 기울기를 측정하는 단계이다. 또한, 슬립 각도 추정 단계(SA30)는 모션 블러의 기울기 정보로부터 차량의 슬립 각도(β)를 추정하는 단계이다. 즉, 촬영된 이미지에 발생된 모션 블러에서 선들의 기울기(각도정보)를 측정하여 이 모션 블러의 각도정보 만으로도 차가 어느방향으로 미끄러지고 있는지를 알아낼 수 있다.The step of forming a motion blur (SA10) is a step of photographing the ground using the
[모션 블러 변조 장치][Motion Blur Modulation Device]
또한, 본 발명의 모션 블러 변조 장치(1000)는, 렌즈(120) 및 상기 렌즈(120)를 이용하여 모은 빛 정보를 기록하는 이미지 센서(130)를 포함하며, 지면을 바라보도록 차량(10)에 설치되어 지면을 촬영할 수 있는 카메라(100); 및 상기 이미지 센서(130), 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 반복적으로 움직여주는 변조 수단(200); 을 포함하여 이루어질 수 있다.The motion
즉, 모션 블러 변조 장치(1000)는 크게 지면을 촬영할 수 있는 카메라(100) 및 카메라(100)를 특정한 패턴으로 흔들어 줄수 있는 변조 수단(200)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 도 14를 참조하면 카메라(100)는 외형을 형성하는 몸체(110)와 몸체(110)에 결합된 렌즈(120) 및 렌즈(120)와 이격되어 배치되며 몸체(110)에 결합된 이미지 센서(130)로 구성될 수 있다. 그리고 렌즈(120)는 정해진 면적 내에 들어온 빛을 집중시키거나 분산시키는데 사용되는 장치이고, 이미지 센서(130)는 렌즈(120)들 통해 모은 빛 정보를 기록(저장)하는 장치가 될 수 있다. 또한, 변조 수단(200)은 이미지 센서(130), 렌즈(120) 및 카메라(100) 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 반복적으로 움직여줄 수 있는 다양한 장치들이 이용될 수 있으며, 이하에서 변조 수단(200)의 다양한 실시예에 대해 설명한다.That is, the motion
또한, 상기 변조 수단(200)은, 상기 카메라(100)에 결합된 암(210); 상기 암(210)의 단부에 결합된 볼 조인트(220); 외주면에 원주방향을 따라가면서 지그재그 형태로 오목하게 홈(231)이 형성되어, 상기 홈(231)에 볼 조인트(220)의 볼이 안치되어 결합된 원통캠(230); 및 상기 원통캠(230)에 결합되어 원통캠(230)을 회전시키는 모터(240); 를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the modulation means 200 includes an
즉, 변조 수단(200)의 제1실시예로 도 12와 같이 차량(10)의 차체 또는 차량(10)에서 연장되도록 설치된 지지대에 종방향(X축방향)으로 회전축(211)을 고정시키고, 회전축(211)에는 암(210)이 결합되어 있으며, 암(210)의 하측에 카메라(100)를 결합하여 카메라(100)가 하측방향의 지면을 바라보도록 설치될 수 있다. 그리고 암(210)의 일측 단부에는 롤러 및 볼 조인트가 결합될 수 있다. 또한, 차량(10)의 차체 또는 차량(10)에서 연장되도록 설치된 지지대에 모터(240)을 고정시키고, 모터(240)에 원통캠(230)이 결합되어 모터(240)의 구동에 의해 원통캠(230)이 회전될 수 있다. 이때, 원통캠(230)의 외주면에는 원주방향을 따라가면서 지그재그 형태로 오목하게 홈(231)이 형성되어 있으며, 홈(231)에는 볼 조인트(220)의 볼이 안치되어 결합될 수 있다.That is, in the first embodiment of the modulating means 200, the
그리하여 원통캠(230)이 회전되면 외주면에 형성된 홈(230)의 프로파일을 따라 회전축(211)을 중심으로 암(210) 및 카메라(200)가 특정한 각도 범위 내에서 회전될 수 있어, 카메라(100)를 특정한 패턴으로 흔들어 주어 횡방향으로 카메라(100)가 반복적으로 방향을 바꾸어가면서 움직이도록 할 수 있다. 이때, 원통캠(230)의 외주면에 형성된 홈(230)이 원주방향에 대해 경사진 직선 형태로 형성되되 경사진 방향이 바뀌도록 번갈아 형성될 수 있으며, 이에 따라 일정한 각속도(ωc)로 카메라(100)를 흔들어줄 수 있다. 또한, 암(210)의 길이가 길어질수록 또는 회전되는 범위가 좁아질수록 카메라(100)를 횡방향으로 직선 왕복운동시키는 것과 유사하게 되어 일정한 속력(vc)으로 횡방향으로 직선 왕복운동시키는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 그리고 원통캠(230)의 외주면에 형성된 홈(230)의 프로파일은 지그재그 형태의 삼각파 형태, 사다리꼴파 형태, 사인파 형태, 사인파를 변조한 형태 등 다양하게 형성될 수 있으며, 홈(230)의 프로파일에 따라 카메라(100)가 특정한 파형의 성분을 갖는 패턴으로 움직일 수 있다.When the
또한, 상기 변조 수단(200)은, 상기 카메라(100)의 일측과 차량(10)의 차체에 양단이 지지된 탄성수단(250); 상기 카메라(100)의 타측에 외주면이 접하도록 배치된 하트캠(260); 및 상기 하트캠(260)에 결합되어 하트캠(260)을 회전시키는 모터(270); 를 포함하여 이루어질 수 있다.The modulating means 200 includes elastic means 250 having both ends supported by a side of the
즉, 변조 수단(200)의 제2실시예로 도 13과 같이 차량(10)의 차체 또는 차량(10)에서 연장되도록 설치된 지지대와 카메라(100)의 일측 사이에 탄성수단(250)이 개재되도록 하여 탄성수단(250)의 양단이 지지되도록 하고, 카메라(100)의 타측에는 하트캠(260)이 배치되되, 차량(10)의 차체 또는 차량(10)에서 연장되도록 설치된 지지대에 고정된 모터(270)에 하트캠(260)이 결합되어 모터(270)의 구동에 의해 하트캠(260)이 회전될 수 있으며, 하트캠(260)의 외주면이 카메라(100)의 타측에 접촉되도록 배치될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았으나 카메라(100)는 횡방향(Y축방향)으로 직선으로 이동될 수 있도록 LM 가이드(Linear Motion Guide) 등으로 차량(10)에 결합될 수 있다.That is, in the second embodiment of the modulating means 200, as shown in FIG. 13, the
그리하여 하트캠(260)이 회전되면 하트 형태의 윤곽 형상에 따라 카메라(100)가 횡방향으로 특정한 범위 내에서 직선으로 왕복운동 할 수 있다. 이때, 하트캠(260)의 윤곽 형상에 따라 카메라(100)가 일정한 속력(vc)으로 횡방향으로 직선 왕복운동하도록 할 수 있다.Thus, when the
또한, 상기 변조 수단(200)은, 상기 카메라(100)의 몸체(110)에 일측이 결합되고 렌즈(120) 및 이미지 센서(130) 중 어느 하나 이상에 타측이 결합된 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor, 280)일 수 있다.The modulation means 200 may include a voice coil motor VCM having one side coupled to the
즉, 변조 수단(200)의 제3실시예로 도 14와 같이 보이스 코일 모터(280)를 이용해 카메라(100)의 렌즈(120)만을 움직일 수 있도록 한 것이다. 이때 보이스 코일 모터(280)는 일례로 카메라(100)의 몸체(110)에 결합된 코일(281)들, 렌즈(120)에 결합되어 있으며 코일(281)에서 이격되어 배치된 영구자석(282)들, 및 코일(281)과 영구자석(282) 사이에 개재되어 양단이 지지되거나 결합된 탄성수단(283)들로 구성될 수 있다. 그리고 보이스 코일 모터(280)는 도 15와 같은 전기 및 기계적인 모델 형태로 형성될 수 있으며, 이외에도 보이스 코일 모터(280)를 이용한 다양한 형태로 변조 수단(200)이 형성될 수 있다.That is, in the third embodiment of the modulating means 200, only the
그리하여 코일(281)에 전류을 인가하면 카메라(100)의 이미지 센서(130)는 고정되어 있는 상태에서 렌즈(120)만이 빠르게 흔들릴 수 있으며, 이때 보이스 코일 모터(280) 자체에서 진동을 저감하는 역할을 함과 동시에 특정한 패턴으로 렌즈를 빠르게 움직여줄 수 있다.Thus, when a current is applied to the
[차량의 속도 정보 측정 장치][Vehicle speed information measuring device]
또한, 본 발명의 차량의 속도 정보 측정 장치는, 상기 모션 블러 변조 장치(1000); 상기 이미지 센서(130)에 연결되어, 이미지 센서(130)에 기록된 정보로부터 차량(10)의 속도 정보를 추출하는 이미지 프로세서(300); 및 상기 이미지 프로세서(300)에 연결되어, 이미지 프로세서(300)에서 얻은 속도 정보를 차량(10)의 ECU에 전달하는 통신모듈; 을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the vehicle speed information measuring apparatus of the present invention may further comprise: the motion
즉, 상기한 바와 같은 모션 블러 변조 장치(1000)를 통해 변조되어 카메라(100)의 이미지 센서(130)에 저장된 변조된 모션 블러를 이미지 프로세서(300)에서 영상처리하여 차량의 속도 정보를 추출할 수 있으며, 추출된 차량의 속도 정보는 통신모듈을 통해 이미지 프로세서에서 차량의 ECU로 보내질 수 있다. 그리하여 받은 차량의 속도 정보를 가지고 ECU에서 차량의 속도나 방향 등을 제어하는데 이용할 수 있다.That is, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1000 : 모션 블러 변조 장치
10 : 차량 100 : 카메라
110 : 몸체 120 : 렌즈
130 : 이미지 센서
200 : 변조 수단
210 : 암 211 : 회전축
220 : 볼 조인트 230 : 원통캠
231 : 홈 240 : 모터
250 : 탄성수단 260 : 하트캠
270 : 모터 280 : 보이스 코일 모터
281 : 코일 282 : 영구자석
283 : 탄성수단
300 : 이미지 프로세서1000: motion blur modulation device
10: vehicle 100: camera
110: body 120: lens
130: Image sensor
200: modulation means
210: arm 211: rotating shaft
220: ball joint 230: cylindrical cam
231: groove 240: motor
250: elastic means 260: heart cam
270: Motor 280: Voice coil motor
281: Coil 282: Permanent magnet
283: Elastic means
300: image processor
Claims (15)
상기 차량이 주행하는 동안 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직여, 상기 차량의 이동 방향에 대해 기울어진 형태로 변조된 모션 블러가 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 방법.
When a vehicle runs, photographing a ground surface with a camera installed in the vehicle so that a motion blur is generated in a photographed image recorded in an image sensor of the camera,
Wherein the motion blur is generated by moving the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera in a specific pattern while the vehicle is running, thereby modulating the motion blur in a tilted manner with respect to the moving direction of the vehicle. Modulation method.
상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직이되, 상기 차량의 전방과 후방을 연결하는 종방향에 대해 특정한 각도만큼 기울어진 방향으로 움직이도록 하는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that any one of the image sensor of the camera, the lens of the camera and the camera moves in a specific pattern and moves in a direction tilted by a specific angle with respect to the longitudinal direction connecting the front and rear of the vehicle Blur modulation method.
상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나는 촬영 방향에 수직인 방향으로 특정 구간을 일정한 속력으로 직선 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera linearly reciprocates at a predetermined speed in a direction perpendicular to the photographing direction.
상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나는 촬영 방향에 수직인 회전축을 중심으로 특정한 각도 범위를 일정한 각속도로 회전 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera rotationally reciprocates in a specific angular range around a rotational axis perpendicular to the photographing direction at a constant angular velocity.
상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 움직이되, 사인파, 삼각파, 사각파 및 사다리꼴파 중 어느 하나의 성분을 갖는 패턴으로 움직이는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera moves in a specific pattern and moves in a pattern having any one of a sine wave, a triangle wave, a square wave, and a trapezoid wave.
상기 차량의 전방과 후방을 연결하는 종방향을 기준으로 하여 상기 변조된 모션 블러의 기울기 정보를 획득하는 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20); 및
상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나가 움직인 속도와 상기 기울기 정보로부터 차량의 속도 벡터 정보를 획득하는 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30);
를 포함하여 이루어지는 차량의 속도 정보 측정 방법.
A camera lens and a camera in a specific pattern while photographing the ground surface with a camera installed in the vehicle when the vehicle is running, A motion blur modulating step (S10) for causing a motion blur to occur;
A step (S20) of modulating the motion blur to acquire the tilt information of the modulated motion blur with reference to the longitudinal direction connecting the front and rear of the vehicle; And
A vehicle speed vector information extraction step (S30) of obtaining speed vector information of the vehicle from the speed at which one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera moves and the tilt information;
Wherein the speed information of the vehicle is measured.
상기 모션 블러 변조 단계(S10)에서는,
상기 카메라의 이미지 센서, 카메라의 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 움직이되 방향을 바꾸어 가면서 특정한 속력(Vc)으로 움직여 모션 블러를 변조하는 것을 특징으로 하는 차량의 속도 정보 측정 방법.
The method according to claim 6,
In the motion blur modulation step S10,
Wherein the motion blur is modulated by moving at least one of the image sensor of the camera, the lens of the camera, and the camera and moving at a specific speed Vc while changing the direction.
상기 변조된 모션 블러의 기울기 측정 단계(S20)에서는,
푸리에 변환(Fourier transform) 또는 방향 프로젝션(Directional projection)을 여러 번 반복하여 나오는 패턴을 이용해 변조된 모션블러의 기울기 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 차량의 속도 정보 측정 방법.
The method according to claim 6,
In the slope measurement step S20 of the modulated motion blur,
Wherein the gradient information of the modulated motion blur is obtained by using a pattern generated by repeating a Fourier transform or a directional projection several times.
상기 차량 속도 벡터 정보 추출 단계(S30)에서는,
가버 필터(Gabor filter)를 다양한 각도로 컨볼류전 적분을 수행한 후 최댓값을 가지는 각도정보, 회선 신경망 기술(Convolutional Neural Network), 딥 러닝(Deep learning) 기법 및 인공 지능(Artificail Intelligence) 기법 중 어느 하나를 이용해 차량의 속도 벡터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 차량의 속도 정보 측정 방법.
The method according to claim 6,
In the vehicle speed vector information extraction step S30,
A convolutional neural network, a deep learning technique, and an artificially intelligent technique, which have a maximum value after carrying out a convolution pre-integration at various angles of a Gabor filter, And acquiring velocity vector information of the vehicle using one of the velocity vector information of the vehicle.
상기 촬영된 이미지에서 상기 차량의 전방과 후방을 연결하는 종방향을 기준으로 하여 상기 모션 블러의 기울기 정보를 획득하는 모션 블러의 기울기 측정 단계(SA20); 및
상기 모션 블러의 기울기 정보로부터 차량의 미끄러짐 각도(slip angle, β)를 추정하는 슬립 각도 추정 단계(SA30);
를 포함하여 이루어지는 모션 블러를 이용한 차량의 슬립 각도 측정 방법.
When the vehicle is running, the ground surface is photographed with a camera installed in the vehicle. The image sensor, the lens of the camera and the camera are photographed in a state in which the camera is not moved based on the vehicle, thereby causing motion blur A motion blur forming step SA10; And
A tilt measuring step (SA20) of obtaining motion tilt information of the motion blur based on a longitudinal direction connecting the front and rear of the vehicle in the photographed image; And
A slip angle estimating step (SA30) of estimating a slip angle (?) Of the vehicle from the inclination information of the motion blur;
And determining a slip angle of the vehicle using the motion blur.
상기 이미지 센서, 렌즈 및 카메라 중 어느 하나를 특정한 패턴으로 반복적으로 움직여주는 변조 수단;
을 포함하여 이루어지는 모션 블러 변조 장치.
A lens and an image sensor for recording light information collected using the lens, the camera being installed on a vehicle so as to face the ground and photographing the ground; And
Modulating means for repeatedly moving any one of the image sensor, the lens and the camera in a specific pattern;
And a motion blur modulation device.
상기 변조 수단은,
상기 카메라에 결합된 암;
상기 암의 단부에 결합된 볼 조인트;
외주면에 원주방향을 따라가면서 지그재그 형태로 오목하게 홈이 형성되어, 상기 홈에 볼 조인트의 볼이 안치되어 결합된 원통캠; 및
상기 원통캠에 결합되어 원통캠을 회전시키는 모터;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the modulation means comprises:
An arm coupled to the camera;
A ball joint coupled to an end of the arm;
A cylindrical cam having a concave groove formed in a zigzag shape along the circumferential direction on the outer circumferential surface thereof and having a ball of a ball joint inserted into the groove; And
A motor coupled to the cylindrical cam to rotate the cylindrical cam;
Wherein the motion blur modulation apparatus comprises:
상기 변조 수단은,
상기 카메라의 일측과 차량의 차체에 양단이 지지된 탄성수단;
상기 카메라의 타측에 외주면이 접하도록 배치된 하트캠; 및
상기 하트캠에 결합되어 하트캠을 회전시키는 모터;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the modulation means comprises:
Elastic means having both ends supported by one side of the camera and a vehicle body of the vehicle;
A heart cam disposed on the other side of the camera so as to be in contact with an outer peripheral surface thereof; And
A motor coupled to the heart cam to rotate the heart cam;
Wherein the motion blur modulation apparatus comprises:
상기 변조 수단은,
상기 카메라의 몸체에 일측이 결합되고 렌즈 및 이미지 센서 중 어느 하나 이상에 타측이 결합된 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)인 것을 특징으로 하는 모션 블러 변조 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the modulation means comprises:
And a voice coil motor (VCM) having one side coupled to the body of the camera and the other side coupled to at least one of the lens and the image sensor.
상기 이미지 센서에 연결되어, 이미지 센서에 기록된 정보로부터 차량의 속도 정보를 추출하는 이미지 프로세서; 및
상기 이미지 프로세서에 연결되어, 이미지 프로세서에서 얻은 속도 정보를 차량의 ECU에 전달하는 통신모듈;
을 포함하여 이루어지는 차량의 속도 정보 측정 장치.A motion blur modulation apparatus according to claim 11;
An image processor coupled to the image sensor, the image processor extracting speed information of the vehicle from information recorded in the image sensor; And
A communication module connected to the image processor for transmitting speed information obtained from the image processor to an ECU of the vehicle;
And a vehicle speed sensor for measuring the speed of the vehicle.
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