KR101922395B1 - Ｌｋａｓ의 차선 보상 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LKAS가 장착되어 있는 카메라의 차선 인식 및 오인식 상황을 판단하여 차선을 보상함으로써 차선 인식의 경우에는 차선 정보의 노이즈를 제거하고 차선 오인식의 경우에도 정확하게 차선을 인식할 수 있도록 한 LKAS의 차선 보상 장치 및 방법에 관한 것으로, 차선을 센싱하기 위한 카메라; 상기 카메라로부터 센싱된 차선정보를 입력받고, 상기 차선정보 중 일정시간 동안 입력된 복수개의 차선값을 평균하여 차선 추정값을 출력하는 차선보상로직부; 및 상기 차선 추정값에 따라 차량의 차선 이탈을 방지하도록 보조하는 LKAS(Lane Keeping Assistance System);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＫＡＳ의 차선 보상 장치 및 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING VEHICLE LANE OF LANE KEEPING ASSISTANCE SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 LKAS(Lane Keeping Assistance System)의 차선 보상 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 LKAS가 장착되어 있는 카메라의 차선 인식 및 오인식 상황을 판단하여 차선을 보상함으로써 차선 인식의 경우에는 차선 정보의 노이즈를 제거하고 차선 오인식의 경우에도 정확하게 차선을 인식할 수 있도록 한 LKAS의 차선 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.
차선유지 보조 시스템(LKAS : Lane Keeping Assistance System)은 센서를 통해 차선을 검출하고, 검출된 차선의 위치 정보를 토크 값으로 변화시켜 차량의 차선이탈을 막는 시스템이다.
이러한 차선유지 보조 시스템은 카메라를 통해 측정된 도로 정보를 이용하여 차량이 차선을 이탈하지 않도록 도와줌에 있어서 카메라의 정확도에 큰 영향을 받는다.
도로 주행시 가드레일, 브레이크 자국, 이중차선, 눈, 비 등의 환경적 요인에 의해 카메라가 차선을 미인식하거나 오인식하는 사례가 빈번이 발생하며, 이러한 차선의 미인식 및 오인식에 따라 LKAS 제어가 오작동 되는 경우 운전자에게 이질감을 느끼게 할 수 있을뿐만 아니라 위험한 상황을 초래할 수 있다.
종래 기술에 의한 차선 인식 장치는 차선 추정의 경우 차선폭 정보와 노이즈 수준을 이용하여 차선을 보상하고 있으나, 차선폭은 실제 도로 정보가 아닌 임의의 값이기 때문에 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2009-0053412호(2009. 05. 27공개, 발명의 명칭 : 차선이탈 방지 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 LKAS가 장착되어 있는 카메라의 차선 인식 및 오인식 상황을 판단하여 차선을 보상함으로써 차선 인식의 경우에는 차선 정보의 노이즈를 제거하고 차선 오인식의 경우에도 정확하게 차선을 인식할 수 있도록 한 LKAS의 차선 보상 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 LKAS의 차선 보상 장치는, 차선을 센싱하기 위한 카메라; 상기 카메라로부터 센싱된 차선정보를 입력받고, 상기 차선정보 중 일정시간 동안 입력된 복수개의 차선값을 평균하여 차선 추정값을 출력하는 차선보상로직부; 및 상기 차선 추정값에 따라 차량의 차선 이탈을 방지하도록 보조하는 LKAS(Lane Keeping Assistance System);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차선보상로직부는 상기 차선 정보를 이용하여 차선을 추정하는 이동평균필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의한 LKAS의 차선 보상 방법은, 차선 정보를 입력받는 단계; 상기 차선 정보 중 일정시간 동안 입력된 복수개의 차선값을 평균하여 차선 추정값을 산출하는 단계; 및 상기 차선 추정값을 LKAS로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차선 추정값을 산출하는 단계는 아래의 연산식을 통해 상기 차선 추정값으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112011088645377-pat00001
여기서, k는 현재 데이터 순번이고, n은 평균할 데이터 개수이다.
본 발명에서, 상기 차선 정보에는 차선 미인식 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차선 추정값을 산출하는 단계는 차선 미인식 시간이 설정시간 이상 지속되면 상기 차선정보를 이용하여 상기 차선 추정값을 산출하는 과정을 종료하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 LKAS가 장착되어 있는 카메라의 차선 인식 및 오인식 상황을 판단하여 차선을 보상함으로써 차선 인식의 경우에는 차선 정보의 노이즈를 제거하고 차선 오인식의 경우에도 정확하게 차선을 인식할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 정확한 차선 인식으로 LKAS(Lane Keeping Assistance System) 장착 차량의 제어 성능을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LKAS의 차선 보상 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LKAS의 차선 보상 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선보상로직을 통해 산출한 차선 추정값을 도시한 그래프이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LKAS의 차선 보상 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동평균필터 기법을 이용한 차선 보상 장치는 카메라(1), 차선보상로직부(2), 및 LKAS(3)을 포함한다.
카메라(1)는 운행하는 차량의 도로를 촬영하여 차선을 센싱하고, 센싱한 차선 정보를 차선보상로직부(2)로 제공한다.
차선보상로직부(2)는 카메라(1)로부터 센싱된 차선정보를 입력받고, 차선정보 중 일정시간 동안 입력된 복수개의 차선값을 평균하여 차선을 추정하고, 추정한 차선 추정값을 LKAS(3)로 제공한다. 이러한 차선보상로직부(2)는 차선 정보를 이용하여 차선을 추정하는 이동평균필터(21)를 포함한다.
이러한 차선보상로직부(2)는 아래의 연산식을 통해 차선 추정값으로 산출한다.
Figure 112011088645377-pat00002
여기서, k는 현재 데이터 순번이고, n은 평균할 데이터 개수이다.
상기의 이동평균필터 기본식은 n개의 데이터의 평균값을 통해 현재의 x값을 계산하는 것을 볼 수 있다. 즉, 일정시간 동안 n개의 차선값을 평균하여 차선을 추정한다.
이를 통해 카메라(1)로부터 나오는 차선 정보의 노이즈를 제거할 수 있을뿐만 아니라 차선의 동적변화 또한 반영할 수 있다.
LKASLane Keeping Assistance System)(3)는 차선보상로직부(2)로부터 차선 추정값을 입력받고, 입력된 차선 추정값을 통해 차량이 차선을 이탈하지 않도록 보조한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 보상 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LKAS의 차선 보상 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 차선보상로직부를 통해 산출한 차선 추정값을 도시한 그래프이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 먼저 카메라(1)로부터 차선 정보를 입력받는다(S1).
이어서, 차선보상로직부(2)는 차선 정보를 이용하여 차선을 추정하는 이동평균필터 기법을 통해 차선 추정값을 산출한다(S2).
종래 기술에 경우에는 차선 미인식 상황에서 일정값(차선폭)을 이용하여 차선을 보상하는 반면, 본 발명은 이동평균필터 기법을 사용한 차선 추정값을 이용하기 때문에 차선 미인식 상황에서도 이전에 인식된 실제 차선 정보를 이용하여 차선을 추정하므로 정확도를 높일 수 있다.
또한, 차선 인식 상황에서 이동평균필터 기법을 통해 차선 추정값을 내보내기 때문에 카메라(1)에서 들어오는 차선 정보의 노이즈를 제거해 줄뿐만 아니라 오인식 상황에서도 이동평균필터 기법을 통한 차선 추정값으로 오인식이 아닌 경우의 차선 정보와의 조합을 통해서 계산되므로 정확도가 높은 것을 확인할 수 있다.
이어서, LKASLane Keeping Assistance System)(3)는 차선보상로직부(2)로부터 입력된 차선 추정값을 통해 차량이 차선을 이탈하지 않도록 보조한다(S3).
한편, 차선 정보에는 차선 미인식 정보를 포함하고, 차선 추정값 산출시 차선 미인식 시간이 설정시간 이상 지속되면 차선정보를 이용하여 차선 추정값을 산출하는 과정을 종료하는 것으로 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 차선 인식정도, 차량 중심과 차선간의 거리(좌/우), 차선폭 정보를 나타내고 있다.
사용된 데이터의 개수에 따라 이동평균필터 기반 적용 I과 II의 그래프를 그렸으며, 사용된 데이터의 개수의 차이에 따라 차선 추정값의 차이를 보이는 것을 확인 할 수 있다.
차선 인식정도가 낮을 경우에도 차선 추정값이 튀는 부분 없이 잘 따라가는 것을 확인할 수 있다.
정리하면, 본 발명은 카메라(1)로부터 측정된 차선 정보를 실시간으로 저장하고, 일정구간(n-point)의 차선 정보를 이용하여 차선을 추정하여 차선 미인식 및 오인식 상황에도 차선 인식 정도 및 차선 추정값의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 차선 인식의 경우에도 이동평균필터 기법을 이용하여 차선을 추정하므로, 노이즈를 제거할 수 있다.
종래의 차선 추정 기법은 설정된 차선폭과 노이즈 수준을 고려한 필터링을 통한 차선 추정이었다. 이 경우 실제 차선폭을 사용한 것이 아니기 때문에 오차가 발생하는 반면에, 본 발명은 이전에 인식한 차선값을 이용한 현재 차선값의 추정이므로 차선 추정에 있어서 오차를 줄일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 카메라(1)를 통해 센싱된 차선 정보를 이동평균필터 기법을 통해 차선을 추정함으로써 차선 정보의 노이즈를 제거할뿐만 아니라 차선 오인식의 경우에도 정확하게 차선을 추정하여 인식함으로써 LKAS(Lane Keeping Assistance System) 장착 차량의 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 카메라
2 : 차선 보상 로직부
3 : 차선유지보조 시스템(LKAS)
21 : 이동평균필터(MAF)

Claims (6)

  1. 차선을 센싱하기 위한 카메라;
    상기 카메라로부터 센싱된 차선정보를 입력받고, 상기 차선정보 중 일정시간 동안 입력된 복수개의 차선값을 평균하여 차선 추정값을 출력하는 차선보상로직부; 및
    상기 차선 추정값에 따라 차량의 차선 이탈을 방지하도록 보조하는 LKAS(Lane Keeping Assistance System);을 포함하고,
    상기 차선보상로직부는,
    아래의 연산식을 통해 상기 차선 추정값을 산출하며,
    Figure 112018067271961-pat00007

    여기서, k는 현재 데이터 순번이고, n은 평균할 데이터 개수이며, 이전 상기 n개의 평균값을 통해 현재의 x값(상기 차선 추정값)을 계산하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 차선 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차선보상로직부는
    상기 차선 정보를 이용하여 차선을 추정하는 이동평균필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 차선 보상 장치.
  3. 차선 정보를 입력받는 단계;
    상기 차선 정보 중 일정시간 동안 입력된 복수개의 차선값을 평균하여 차선 추정값을 산출하는 단계; 및
    상기 차선 추정값을 LKAS로 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 차선 추정값을 산출하는 단계는,
    아래의 연산식을 통해 상기 차선 추정값을 산출하며,
    Figure 112018067271961-pat00008

    여기서, k는 현재 데이터 순번이고, n은 평균할 데이터 개수이며, 이전 상기 n개의 평균값을 통해 현재의 x값(상기 차선 추정값)을 계산하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 차선 보상 방법.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 차선 정보는
    차선 미인식 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 차선 보상 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 차선 추정값을 산출하는 단계는
    차선 미인식 시간이 설정시간 이상 지속되면 상기 차선정보를 이용하여 상기 차선 추정값을 산출하는 과정을 종료하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 차선 보상 방법.
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