KR101860194B1 - 가변적 물체인식 프로세싱영역 처리 방법 - Google Patents

가변적 물체인식 프로세싱영역 처리 방법 Download PDF

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Abstract

카메라와 레이더를 혼합하고 프로세싱 효율을 최적화시켜 물체를 감지하는 방법 및 장치. 외부 밝기에 따라 주기기를 설정하여 물체를 효율적으로 감지하고 레이더에 의해 물체가 감지된 특정방향각의 수신 채널의 데이터만 처리하고, 해당 채널에 대해 일정 시간 데이터를 처리 횟수를 조절하여 물체의 위치 파악 정확도를 높여 프로세싱 효율을 향상시키는 방법. 주파수가 돌아온 시간을 측정하여 거리를 계산하고 특정 물체가 감지되었을 시 감지된 수신 채널만 지속적으로 처리하게 하여 정확도를 높인다. 전조등과 적외선 카메라 등 야간 운행에 가시거리를 넓혀주는 기기의 도움을 받아 카메라 감지거리를 넓힌다.

Description

가변적 물체인식 프로세싱영역 처리 방법 {Method for processing an object detected range}
본 발명은 카메라와 레이더를 혼합으로 사용하여 감지 효율을 향상시키는 기술에 관한 것으로, 보다 효율적으로 주변의 밝기에 따라 선택적으로 기기를 선택하여 물체를 감지하고 정확도를 높이는 장치 및 방법에 관한 기술이다.
자동차의 물체 감지와 관련된 현재의 기술에는 카메라, 레이더, 레이저, 적외선 카메라 등이 있다. 다양한 기기의 데이터를 혼합하여 감지하는 기술은 있으나 데이터를 혼합하여 사용하면서 프로세싱 영역 (processing region)을 정하여 선택적으로 감지하는 기술은 없다.
현재 기술로는 벤츠차량의 멀티빔 (multi-beam)이 있고 전조등, 카메라 그리고 레이더 데이터를 혼합하여 물체를 감지하는 기술이다. 카메라와 레이더의 데이터를 지속적으로 전송하여 물체를 감지하고 물체의 크기나 종류에 따라 감지거리와 주 기기가 변하는 기술이다.
차량에서 물체 인식에 있어 효율적인 프로세싱을 하고 타임 크리티컬한 상황에서 효과적인 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
이미지와 레이더를 혼합하여 사용하고 이미지 기반으로 데이터 프로세싱 최적화시켜 타게팅된 물체 인식 정확도 향상시킨다.
가시거리가 충분하지 않은 도로에서 차를 운행하거나 야간과 같은 조명이 충분하지 않은 상황에서 전조등의 밝기를 조절하여 감지 영역을 확장시켜주고 이미지와 레이더를 혼합으로 사용하여 외부의 밝기에 따라 하나의 기기가 감지할 수 없는 영역을 추가적으로 감지하여 효율을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기기 우선순위를 결정하고 주간/밝을 때 처리 과정 순서를 나타낸 순서도이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 야간/어두울 때의 처리 과정 순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라로 이미지 프로세싱을 하는 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더의 프로세싱 영역을 이용한 프로세싱 방법을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전조등을 대상 물체에 맞게 조절하는 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 효율적인 프로세싱을 위한 레이더의 채널 변경 회로를 나타낸 계통도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이더의 주파수 변조 연속파를 통해 거리를 계산하는 방법을 나타낸 그래프다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당하는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1의 (G100)와 (G200)은 본 발명의 실시예에 따른 기기 우선순위를 결정하고 주간/밝을 때 처리 과정 순서를 나타낸 순서도의 그룹이다.
메인시스템 (I100), 카메라 (I110), 단거리 레이더 (I120), 장거리 레이더 (I130), 적외선 레이저 (I140), 적외선카메라 (I150), 전조등 (I160)을 조합하여 프로세싱효율을 높여주는 물체 감지 시스템이다.
순서도 (S101) 은 물체를 인식하는 기기중, 그 인식의 범위와 정확도가 높은 기기를 결정하는 경우이다. 낮에 일정수준의 조도를 만족하는 경우에는 카메라 이미지로부터 물체인식이 용이하고, 밤에는 레이더나, 적외선 카메라를 이용하여 물체를 인식하는 것이 용이하고 정확하다.
순서도 (S101) 의 결과로부터, 카메라 이미지로부터 특정 물체의 충분한 윤곽선이 추출되는 경우, 단거리 레이더(I110), 장거리 레이더 (I130) 레이더의 프로세싱 영역은 카메라의 프로세싱 영역을 고려하여 결정된다.
순서도 (S201) 은 카메라 이미지로부터 추출된 물체인식 프로세싱 영역 물체인식을 위해, 물체의 이미지 영역에 대해 충분한 윤곽선이 추출되는 경우에 해당한다. (S202)와 (S203) 은 카메라 이미지 정보로부터 얻어진 물체인식 정보를 기반으로 단거리레이더(I120)와 장거리 레이더 (I130)의 프로세싱 영역을 결정하는 과정이다. 프로세싱 영역의 처리 주기(switching interval) (S204) 와 (S205)는 메인시스템 (I100)에서 카메라 (I120)와 레이더 (I130) 프로세싱 영역 (223) 을 (processing region) 만들어 물체를 감지 한 부분의 처리 횟수를 늘려 프로세싱의 정확도를 높이는 과정이다. 프로세싱 영역 (223) (processing region)이란 다양한 물체인식 센서의 프로세싱 효율을 높이기 위해 물체가 감지된 곳만 프로세싱하도록 만들어진 센싱 구간 안의 섹션을 의미한다. 예를 들어, 열 개의 섹션이 있고 두 개의 섹션에서만 물체가 감지된 경우 물체가 감지된 두 개의 섹션만 프로세싱 영역에 해당된다. 따라서 다양한 센서를 사용하는 경우, 레이더, 레이저, 카메라 장치는 각각의 프로세싱 영역을 가지므로 프로세싱영역을 최적화시키는 과정 (S207)이 필요하다. 또한, 프로세싱 영역의 처리 주기는 시스템의 성능 및 결정된 프로세싱 영역의 전체 영역의 크기나프로세싱 영역의 거리에 따라 가변적이며, 프로세싱 영역이 커질수록 프로세싱영역의 처리 주기는 길어진다. 또한 단거리의 프로세싱 영역(220)은 장거리 프로세싱 영역 (222) 보다 짧은 프로세싱 처리 주기를 가지며, 단거리 프로세싱 영역의 프로세싱 처리 횟수는 높아진다. 이러한 경우 도면 4의 RX 스위치(402) 주기는 장거리 프로세싱 영역의 스위치 주기 (510) 보다 단거리 프로세싱 영역에서 스위치 주기(511)는 짧아지거나, 프로세싱 영역에서는 비프로세싱 영역에서 보다 스위칭 횟수와 프로세싱 처리 횟수가 높아져야 한다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 야간/어두울 때의 처리 과정 순서를 나타낸 순서도이다.
도 1a의 (G300)은 야간/어두울 때 주기기가 레이더 (I120), (I130) 가 되어 물체 감지를 우선적으로 실행하고 레이더 또는 적외선 카메라 (I150)가 레이더에서 받은 정보를 기반으로 카메라 (I110)의 프로세싱 영역 및 전조등 (I160)의 세기 및 비추는 영역을 결정하는 과정의 그룹이다. 레이더의 프로세싱 영역을 결정(S301)하고 최적화(S302) 시킨 후 야간 상황에 맞게 적외선 레이저 (I140)의 프로세싱영역도 최적화 (S303) 시킨다. 또한, 카메라의 가시거리가 충분하지 않을 경우 적외선카메라 (I140)의 세기를 조절하여 야간/어두울 때 물체감지를 더 효율적으로 할 수 있도록 하고, 전조등 (I160)의 밝기를 조절하여 가시거리를 넓혀준다 (S310). 카메라 (I110)의 타이밍을 조절해 전조등과 카메라의 프로세싱 효율을 최적화한다(S311),(S312).
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라로 이미지 프로세싱을 하는 방법을 나타낸다.
이미지 정보를 통해 얻어진 물체정보를 영역별로 구별(image zone)하고 특정 영역을 고려하여 프로세싱 영역을 조절한다. 예를 들어, 2차원 지도정보 또는 레이저로부터 얻어진 입체정보를 이용하여 영역별로 구별(spatial zone)하고 특정 영역을 고려하여 이미지의 프로세싱 영역을 결정한다. 예를 들어, 스페이셜 존(spatial zone) (160) 정보를 이용하여 카메라의 필요한 이미지 존(image zone) (150)과 그렇지 않은 부분(120), (130)의 이미지 정보를 구별하여 프로세싱의 효율을 높이는 과정이다. 결정된 프로세싱 영역에 따라 프로세싱 처리 주기를 결정하여 물체 인식 정확도를 최적화할 수 있다. 또한, 물체의 속도, 위치 및 이동방향 등이 고려되어 프로세싱 유/무를 결정할 수 있다. 또한, 센싱된 기기별로 각각의 프로세싱 영역 및 처리 주기를 가지므로, 상황에 따라 각 기기의 데이터 처리 우선순위가 결정된다. 가령, 단거리 레이더의 프로세싱 영역이 결정되면 해당 데이터가 처리 우선순위가 가장 높고, 또한, 야간에 물체가 중거리 이상에서 감지된 경우 레이저의 프로세싱 영역에 데이터 우선 처리가 가장 높을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더의 프로세싱 영역을 이용한 프로세싱 방법을 나타낸다.
레이더에 의해 물체가 감지된 (100), (110), (120), (130), (140) 특정방향각의 수신 채널의 데이터만 처리하고, 해당 채널에 대해 일정시간 동안 데이터를 처리 횟수를 조절하여 물체의 위치 파악 정확도를 높이는 과정이다. 주파수가 돌아온 시간을 측정하여 거리를 계산하고 특정 물체가 감지되었을 시 감지된 수신 채널만 지속적으로 처리하게 하여 정확도를 높인다. 레이더 트랜시버는 일정 영역 안에서 움직이는 물체를 감지하기 위한 고유의 주파수를 사용하고 반사된 주파수의 반사각에 따라 수신 채널을 할당한다. 다양한 거리 측정 영역 (220), (221), (222) 에 따라 서로 다른 주파수를 사용 가능하고, 해당 주파수로 수신할 수 있는 데이터 채널도 별도로 할당해야 한다. 또한, (120), (130) 과같이 프로세싱하지 않아도 된다고 판단되는 채널들은 프로세싱하지 않고 (100), (110), (140) 에게 할당하여 정확도를 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전조등을 대상 물체에 맞게 조절하는 방법을 나타낸다.
카메라의 감지효율을 높이기 위해 전조등 (320)을 밝기/세기를 조절하여 물체 감지하는 과정이다. 카메라의 감지효율을 높이기 위해 멀티빔 (multi-beam) (321, 322, 323) 형태의 전조등을 사용하여 다양한 기능 구현이 가능하다. 그러나, 야간에는 카메라를 위한 광원이 충분하지 않으므로 레이더나 레이저 정보를 이용하여 프로세싱 영역 및 주기를 결정하고 해당 프로세싱 영역 정보를 이용하여 멀티빔 전조등의 방향 및 세기를 결정할 수 있다 (S309). 예를 들어, 감지된 물체 (310) 를 비추기 위해 밝기 조절을 할 수 있고 다가오는 차량의 시야를 방해하지 않도록 빛의 밝기 및 방향 조절이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 효율적인 프로세싱을 위한 레이더의 채널 변경 회로를 나타낸 계통도이다. TX 전송 안테나(410), (411) 에서 보낸 신호(500)를 수신 포트(401) 에서 받아 RX 안테나 (400) 에 맞게 RX 스위치(402)를 변경시켜주고 전송 주파수에 따라 전송 포트(412)에서 TX 스위치(413)를 변경시켜 처리 효율을 최적화 시킨다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이더의 주파수 변조 연속파를 통해 거리를 계산하는 방법을 나타낸 그래프다. 주파수 변조 연속파 (FMCW signal)의 전송신호(500)와 수신신호(501)의 시간 차이를 측정하여 거리를 계산한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
G - 순서도 그룹
S - 그룹안의 순서
I - 기기
100, 110, 140 - 감지된 물체/영역
110 - 반대차선 차량
120, 130 - 감지되지 않은 차량
150, 160 - 차선
200 - 감지하는 차량
220, 221, 222 - 단, 중, 장거리 레이더 영역
223 - 프로세싱 영역
300 - 감지하는 차량
310 - 감지된 차량
320 - 전조등
321, 322, 333 - 단, 중, 장거리 전조등 범위
400 - RX 안테나
401 - RX 포트
402 - RX 스위치
410 - TX 안테나 1
411 - TX 안테나 2
412 - TX 포트
413 - TX 스위치
500 - 전송신호
501 - 수신신호
510 - 장거리 TX 안테나 포트 1 스위치 주기
511 - 단거리 TX 안테나 포트 2 스위치 주기
520 - RX 안테나 포트의 스위치 주기

Claims (4)

  1. 물체를 감지하는 프로세싱 영역을 결정하는 방법에 있어서,
    이미지 데이터로부터 물체를 감지하기 위해, 이미지 프로세싱 영역을 결정하는 단계;
    감지된 물체의 거리 데이터로부터 거리 프로세싱 영역을 결정하는 단계;
    상기 거리 프로세싱 영역이 상기 이미지 프로세싱 영역보다 좁을 때, 상기 이미지 프로세싱 영역으로 부터 상기 거리 프로세싱 영역을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 거리 프로세싱 영역이 상기 이미지 프로세싱 영역보다 넓을 때, 상기 거리 프로세싱 영역으로 부터 상기 이미지 프로세싱 영역을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 결정된 프로세싱 영역에 기초하여 거리 프로세싱 영역의 물체가 감지된 방향각과 거리에 따라 지정된 하나 이상의 프로세싱 영역의 수신 채널 데이터를 일정 시간 동안 서로 다른 횟수로 처리되도록 처리 횟수를 결정하는 단계를 포함하 여 물체를 감지하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세싱 영역에 기초하여 프로세싱 영역의 처리 주기를 결정하고, 물체를 감지하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 전조등의 강도 및 방향은 이미지 프로세싱 영역과 거리 프로세싱 영역에 의해 결정하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012187950A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Stanley Electric Co Ltd 配光制御システム

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