KR101971370B1 - 광학 카메라 통신을 이용하는 차량 위치 추정 방법 및 장치 - Google Patents

광학 카메라 통신을 이용하는 차량 위치 추정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC)을 이용하는 차량 위치 추정 방법, 제1 차량의 이미지 센서가 고정된 위치에 존재하는 외부 광원 및 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 제2 차량의 광원을 포함하는 이미지를 획득하는 단계, 상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 상대 위치를 계산하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계, 상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 계산하는 단계, 및 상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 제1 차량의 위치 정보 및 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 상기 제2 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함한다.

Description

광학 카메라 통신을 이용하는 차량 위치 추정 방법 및 장치{Method and apparatus for estimating location of vehicle using optical camera communication}
본 발명은 광학 카메라 통신을 이용하는 차량 위치 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 백열전구와 형광등과 같은 조명이 반도체 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 가시광 파장에 통신기능을 부가하여 무선 통신을 가능하게 하는 기술인 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC) 기술이 활발히 연구되고 있으며, IEEE 802.15.7 국제표준규격도 완료되어 상용화를 위한 비즈니스 모델 발굴을 추진하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.7은 주로 광 검출기(Photo Diode; PD)를 이용한 데이터 전송에 국한되어 있어 VLC 동글 등의 전용 통신 장치를 사용해야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 광검출기보다는 주로 스마트폰의 카메라와 같은 이미지 센서를 이용하는 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC)의 국제표준화가 IEEE 802.15.7m OWC TG(Task Group)에서 진행되고 있다.
본 발명은 광학 카메라 통신을 이용하는 차량 위치 추정 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC)을 이용하는 차량 위치 추정 방법, 제1 차량의 이미지 센서가 고정된 위치에 존재하는 외부 광원 및 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 제2 차량의 광원을 포함하는 이미지를 획득하는 단계, 상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 상대 위치를 계산하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계, 상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 계산하는 단계, 및 상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 제1 차량의 위치 정보 및 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 상기 제2 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계는, 상기 이미지 내에서 상기 외부 광원의 이미지 영역을 검출하는 단계, 상기 외부 광원의 이미지 영역의 크기를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 계산하는 단계, 상기 외부 광원의 이미지 영역으로부터 추출된 상기 외부 광원으로부터 OCC 통신 방식으로 송출되는 전송 신호를 기초로 상기 외부 광원에 대한 위치 정보를 획득하는 단계, 및 상기 외부 광원에 대한 위치 정보 및 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 이용하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 계산하는 단계는, 상기 이미지 내에서 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역을 검출하는 단계, 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역의 크기를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하는 단계, 및 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역의 위치를 이용하여 상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 외부 광원의 이미지 영역의 위치를 이용하여 상기 제1 차량의 방향을 계산하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 계산하는 단계는,
상기 제1 차량의 방향을 이용하여 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량에 대한 상기 외부 광원의 방향을 계산하는 단계는, 상기 이미지 내에서 상기 외부 광원의 이미지 영역에 대한 수평 변이(horizontal shift) 및 수직 변이(vertical shift) 중 적어도 하나를 계산하는 단계, 및 상기 수평 변이 및 상기 수직 변이 중 적어도 하나를 기반으로 상기 제1 차량에 대한 상기 외부 광원의 방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하는 단계는, 상기 이미지 내에서 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역에 대한 수평 변이에 기초하여 상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 계산하는 단계는, 상기 외부 광원의 이미지 영역으로부터 추출된 상기 외부 광원으로부터 송출되는 전송 신호를 기초로 상기 외부 광원의 면적 정보를 획득하는 단계, 및 상기 외부 광원의 이미지 영역에 대응하는 상기 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수, 상기 외부 광원의 면적 정보, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 길이, 및 상기 이미지 센서의 초점 거리를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하는 단계는, 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역으로부터 추출된 상기 제2 차량의 광원으로부터 송출되는 전송 신호를 기초로 상기 제2 차량의 광원의 면적 정보를 획득하는 단계, 및 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역에 대응하는 상기 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수, 상기 제2 차량의 광원의 면적 정보, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 길이, 및 상기 이미지 센서의 초점 거리를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리 또는 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리는, 다음 식으로 계산되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017126077645-pat00001
여기서, F는 이미지 센서의 초점 거리, ρ는 이미지 센서의 단위 픽셀 길이, A는 광원의 면적, np는 광원의 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 외부 광원은, 복수 개의 광원을 포함하며, 상기 이미지는, 상기 복수 개의 광원 중 일부 광원으로부터 송출되는 제1 전송 신호 및 상기 복수 개의 광원 중 다른 광원으로부터 송출되는 제2 전송 신호를 포함하며, 상기 제1 차량의 신호 처리부가 상기 제1 전송 신호의 위상 및 상기 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 상기 외부 광원에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제2 차량의 광원은, 상기 제2 차량의 후방에 설치된 복수 개의 광원을 포함하며, 상기 이미지는, 상기 복수 개의 광원 중 일부 광원으로부터 송출되는 제1 전송 신호 및 상기 복수 개의 광원 중 다른 광원으로부터 송출되는 제2 전송 신호를 포함하며, 상기 제1 차량의 신호 처리부가 상기 제1 전송 신호의 위상 및 상기 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 상기 제2 차량의 광원에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 복수 개의 광원 중 일부 광원은 상기 제2 차량의 좌측 후미등에 포함되고, 상기 복수 개의 광원 중 다른 광원은 상기 제2 차량의 우측 후미등에 포함되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 외부 광원에 대한 정보는, 상기 외부 광원의 크기 정보 및 상기 외부 광원의 위치와 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 외부 광원은 가로등에 설치되며, 상기 외부 광원의 위치와 관련된 정보는 상기 외부 광원의 높이 정보를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 외부 광원에 대한 정보는, 상기 외부 광원과 상기 외부 광원의 주변에 있는 다른 외부 광원과의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제2 차량의 광원에 대한 정보는, 상기 제2 차량의 광원에 대한 크기 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제2 차량의 광원에 대한 정보는, 상기 제2 차량의 좌측 후미등과 우측 후미등 간의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량의 광원이 상기 제1 차량의 위치 정보를 포함하는 전송 신호를 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 다른 차량으로 OCC 통신 방식으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량의 광원이 상기 제2 차량의 위치 정보를 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 다른 차량으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량의 광원이 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 생성된 비상 신호를 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 다른 차량으로 OCC 통신 방식으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 비상 신호는 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치의 변화에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계는, OBD(on-board diagnosis) 방식에 의해 계산된 상기 제1 차량의 위치 정보를 참조하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 이미지를 획득하는 단계는, 상기 이미지 센서의 셔터 스피드를 제어하여 상기 이미지 내에서 상기 외부 광원 및 상기 제2 차량의 광원을 제외한 배경 영역을 검정색으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC)을 이용하는 차량 위치 추정 장치는, 고정된 위치에 존재하는 외부 광원 및 제1 차량의 주변에 위치하는 제2 차량의 광원을 포함하는 이미지를 획득하는 이미지 센서, 및 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 상대 위치를 계산하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하고, 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 거리를 계산하고, 상기 제1 차량의 위치 정보 및 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 상기 제2 차량의 위치 정보를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 포함한다.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.
본 발명에 따르면, 외부 광원과 차량에 설치된 광원 및 이미지 센서 등을 통해 현재 자신의 위치 및 주변 차량의 위치를 정확하게 추정할 수 있다. 또한, 주변 차량의 위치 추정을 통해 차량 간 충돌을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학 카메라 통신을 이용하므로 차량 대 차량, 차량 대 인프라 통신의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC) 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 하나의 광원을 이용하는 광학 카메라 통신 방식과 두 개의 광원을 이용하는 광학 카메라 통신 방식을 비교한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템의 변조 방식을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템의 복조 방식을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 광원(400)을 포함하는 이미지를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 차량(500)의 광원(510)을 포함하는 이미지를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC) 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템은 광학 카메라 통신 송신 장치(100) 및 광학 카메라 통신 수신 장치(200)를 포함한다.
광학 카메라 통신 송신 장치(100)는 변조기(110)와 송신기(120)를 포함할 수 있다.
변조기(110)는 전송하고자 하는 비트 열(bit sequence)인 이진 데이터 신호 D[i]를 입력받아, 변조된 펄스 파형을 갖는 이진 데이터 신호 S1(t) 및 S2(t)를 생성한다. 여기서, S1 및 S2는 연속 신호일 수도 있고 이산 신호일 수 있는데, 이하 연속 신호를 기준으로 설명한다.
송신기(120)는 이진 데이터 신호 S1(t) 및 S2(t)에 따라 각각 제1 광원(121) 및 제2 광원(122)을 점멸시킴으로써 데이터를 송신한다. 여기서, 점멸(on/off)이라 함은 반드시 광원이 완전히 켜지고 완전히 꺼지는 방식만을 나타내는 것이 아니라, 광원의 밝기 변화를 이용해 이진값 0과 1 두 가지 상태를 나타내는 모든 방식을 포함한다. 광원의 점멸 주파수가 일정값(예: 200Hz) 이상이면 사람은 광원의 점멸을 느끼지 못한다.
광학 카메라 통신 수신 장치(200)는 수신기(210)와 복조기(230)를 포함하며, 추가적으로 광원 검출기(220)를 포함할 수 있다.
수신기(210)는 이미지 센서가 광원들을 연속적으로 촬영(샘플링)한 이미지 열(image sequence)을 수신한다. 광원 검출기(220)는 수신한 이미지에서 광원들의 위치를 검출한다. 복조기(230)는 광원들의 점멸 상태로부터 데이터 신호를 복조한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신기(120)는 두 개 이상의 광원을 이용해 데이터를 송신하는데, 이하 설명의 편의상 광원이 두 개인 경우 위주로 설명하도록 한다. 이렇게 복수개의 광원을 이용하는 것은 데이터 신호와 기준 신호를 공간적으로 분리하여 효과적으로 광학 카메라 통신을 수행하기 위함이다.
보다 구체적으로 살펴보면, 광학 카메라 통신을 구현함에 있어서 주요 고려 사항은 다음과 같다. 첫째, 글로벌 셔터 방식와 롤링 셔터 방식를 모두 지원할 수 있는지 고려해야 한다. 즉, 글로벌 셔터 방식의 카메라(이미지 센서)와 롤링 셔터 방식의 카메라에 모두 사용될 수 있는 통신 방식이 바람직하다. 둘째, 프레임율의 변화를 고려해야 한다. 일반적인 OS를 기반으로 동작하는 장치에서는 이미지 센서의 프레임율이 일정하지 않고 OS의 자원 사용 상태에 따라 변화하게 된다. 예를 들어 스마트폰의 카메라의 경우 프레임율이 대략 20fps에서 30fps 사이에서 변동한다. 따라서 광학 카메라 통신 방식은 이러한 유동적 프레임율을 지원하는 것이 바람직하다. 셋째, 광학 카메라 통신은 송신 장치나 수신 장치가 이동하는 유스 케이스가 많으며, 특히 차량 간 통신 같은 경우 송수신 장치가 10m/s 이상의 빠른 속도로 이동하기 때문에, 이미지 센서에 의해 촬영된 연속된 이미지들 사이에 노이즈 환경이 크게 다를 가능성이 높다. 따라서 광학 카메라 통신 방식은 이러한 급격한 노이즈 변화에 대응할 수 있는 것이 바람직하다.
도 2는 하나의 광원을 이용하는 광학 카메라 통신 방식과 두 개의 광원을 이용하는 광학 카메라 통신 방식을 비교한 도면이다. 도 2에서 S(i)은 전송 신호이고 N(k)은 샘플링 시의 노이즈이다. 비동기식 통신의 특성상 전송 신호의 비트 인덱스 i와 샘플링 인덱스 k는 서로 다를 수 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 광원이 하나이므로 기준 신호 S(i)와 데이터 신호 S’(i)을 시간적(temporal)으로 분리하여 전송한다. 따라서 기준 신호와 데이터 신호의 샘플링 시점이 각각 k과 k+1로 달라지고, 노이즈 또한 N(k)와 N(k+1)로 달라진다. 그러므로 기준 신호 S(i)와 데이터 신호 S’(i)을 비교하여 복조를 수행할 때 양 신호의 노이즈 환경이 크게 달라질 수 있고, 그에 따라 통신 성능이 떨어지게 된다. 또한 이와 같이 하나의 광원을 이용하는 경우는 롤링 셔터 방식 및 프레임율 변화에도 대응하기 어렵다.
반면에, 도 2의 (b)를 참조하면, 광원이 두 개이므로 기준 신호 S1(i)와 데이터 신호 S2(i)을 공간적(spatial)으로 분리하여 동시에 전송할 수 있다. 양 신호의 샘플링도 동시에 일어나므로 양 신호의 노이즈가 N(k)로 동일하게 된다. 따라서 이와 같이 복수의 광원을 이용하는 공간 분리 방식은 차량 간 통신과 같이 환경이 급변하는 상황에서 보다 효과적으로 통신을 수행할 수 있다. 뒤에서 살펴보는 것과 같이 공간 분리 방식에 의한 본 발명은 롤링 셔터 효과 및 프레임율 변화에도 영향을 받지 않고 데이터를 복조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템의 변조 방식을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 변조기(110)에 의해 생성된 신호 S1(t) 및 S2(t)에 따라 점멸하는 두 개의 광원 중 제1 광원(121)은 기준 광원, 제2 광원(122)은 데이터 광원이다. 데이터 광원은 실제로 전송하고자 하는 데이터가 실린 데이터 신호에 의해 점멸하는 광원이고, 기준 광원은 이진값 0과 1을 주기적으로 반복하는 기준 신호에 따라 점멸하는 광원이다.
기준 광원을 점멸시키는 기준 신호 S1(t)는 이진값 0과 1을 주기적으로 반복하는 펄스열 신호로서, 그 파형은 수학식 1로 나타낼 수 있다. 식에서 T는 기준 신호의 펄스 주기이며, 한 비트 구간에 N개의 펄스가 포함되고, k는 1, … , N의 자연수이다.
Figure 112017126077645-pat00002
한편, 데이터 광원을 점멸시키는 데이터 신호 S2(t)는, 기준 신호 S1(t)와 동일한 주파수를 갖는 펄스열 신호로서, 전송하고자 하는 데이터, 즉 입력 데이터 신호 D[i]가 0인 경우 기준 신호 S1(t)와 동일한 위상을 갖고, 입력 데이터 신호 D[i]가 1인 경우 기준 신호 S1(t)와 반대 위상을 갖는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템의 복조 방식을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 복조기(230)는 샘플링된 이미지에서 제1 광원(121)과 제2 광원(122)의 점멸 상태, 즉 위상을 비교한다. 이때 복조기(230)는 광원 검출기(220)가 검출한 제1 광원과 제2 광원의 위치를 이용할 수 있다. 복조기(230)는 두 광원의 위상이 동일한 경우 이진값 0을 출력하고, 두 광원의 위상이 반대인 경우 이진값 1을 출력한다. 즉, 복조기(230)는 수학식 2과 같이 두 광원의 점멸 상태에 대한 XOR 연산에 의해 복조를 수행한다. 식에서 S1(k)와 S2(k)는 k번째 이미지에서의 각 광원의 점멸 상태이다.
Figure 112017126077645-pat00003
쉽게 말해, 복조기(230)는 샘플링된 이미지에서 두 광원이 모두 켜져 있거나 모두 꺼져 있으면 이진값 0을 출력하고, 두 광원 중 하나만 켜져 있으면 이진값 1을 출력한다. 따라서 광학 카메라 통신 수신 장치(200)는 복조를 위해 두 광원 중 어느 것이 기준 광원이고 어느 것이 데이터 광원인지 알 필요가 없다. 또한 하나의 이미지에 촬영된 두 광원을 비교하므로 이미지 센서의 프레임율에 변화가 생겨도 영향을 받지 않는다. 단, 프레임율은 데이터 클럭의 주파수 이상이어야 한다.
이상은 데이터 신호 S2(t)가 입력 데이터 신호가 0인 경우 기준 신호 S1(t)와 동일한 위상을 갖고, 입력 데이터 신호가 1인 경우 기준 신호 S1(t)와 반대 위상을 갖는 경우에 대해 설명하였는데, 이와 반대로 설정하는 것도 가능하다. 즉, 변조기(110)는 데이터 신호 S2(t)가 입력 데이터 신호가 1인 경우 기준 신호 S1(t)와 동일한 위상을 갖고, 입력 데이터 신호가 0인 경우 기준 신호 S1(t)와 반대 위상을 갖도록 변조할 수 있으며, 이 경우 복조기(230)은 수학식 2에서 XOR 대신 NXOR 연산에 의해 복조를 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 시스템은 제1 차량(300)의 이미지 센서(311)를 포함하는 위치 추정 장치(310), 제1 차량(300)의 주변에 위치하는 제2 차량(500-1 및/또는 500-2, 이하 500이라 함)의 광원(510-1 및/또는 510-2, 이하 510이라 함), 및 고정된 위치에 존재하는 외부 광원(400)을 포함할 수 있다. 여기서, 위치 추정 장치(310)는 도 1에서 설명한 광학 카메라 통신 수신 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있으며, 광원들(400, 510)은 도 1에서 설명한 광학 카메라 통신 송신 장치(100)에 따라 동작될 수 있다.
제1 차량(300)의 이미지 센서(311)는 차량의 전방에 설치될 수 있으며, 이미지 센서(311)의 FOV(Field of View) 영역 내 존재하는 전방의 제2 차량(500) 및/또는 외부 광원(400)을 촬영하여 광원들(400, 510)을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 센서(311)는 예컨대 CCD 또는 CMOS 센서를 사용할 수 있고, 스마트기기 등에 탑재된 카메라에 포함되어 구성될 수 있다.
제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)는 광원들(400, 510)을 포함하는 이미지로부터 광원들(400, 510)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 광원들(400, 510)에 대한 정보를 기반으로 제1 차량(300)의 위치 정보 및 제2 차량(500)의 위치 정보를 추정할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
제2 차량(500)의 광원(510)은 제2 차량(500)의 후방에 설치될 수 있으며, 복수 개의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 차량(500)의 광원(510)은 후방에 설치된 좌측 후미등 및 우측 후미등을 포함할 수 있다.
외부 광원(400)은 복수 개의 광원을 포함할 수 있으며, 예를 들어 실외의 고정된 위치에 설치된 가로등, 간판, 표지판, 디지털 사이니지(Digital Signage) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 외부 광원(400) 및 제2 차량(500)의 광원(510)은 각각 복수 개의 광원을 이용하여 전송 신호를 송출할 수 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 복수 개의 광원 중 일부 광원은 실제로 전송하고자 하는 데이터가 실린 데이터 전송 신호를 송출하고, 복수 개의 광원 중 다른 광원은 이진값 0과 1을 주기적으로 반복하는 기준 전송 신호를 송출할 수 있다. 제1 차량(300)의 이미지 센서(311)는 광원들(400, 510)로부터 송출되는 전송 신호를 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)는 이미지로부터 외부 광원(400)이 송출한 데이터 전송 신호의 위상과 기준 전송 신호의 위상을 비교하고, 비교 결과를 바탕으로 외부 광원(400)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)는 이미지로부터 제2 차량(500)의 광원(510)이 송출한 데이터 전송 신호의 위상과 기준 전송 신호의 위상을 비교하고, 비교 결과를 바탕으로 제2 차량(500)의 광원(510)에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 6에서는 제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)를 기준으로 설명하도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)는 이미지 센서(311), 광원 검출부(312), 신호 처리부(313), 및 위치 추정부(314)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(311)는 고정된 위치에 존재하는 외부 광원(400) 및 제1 차량(300)의 주변에 위치하는 제2 차량(500)의 광원(510)을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다.
광원 검출부(312)는 이미지로부터 외부 광원(400)의 이미지 영역 및 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역을 검출할 수 있다. 이때, 이미지 센서(311)의 셔터 스피드를 제어하여 이미지 내에서 외부 광원(400) 및 제2 차량(500)의 광원(510)을 제외한 배경 영역에 대해 검정색으로 처리할 수 있다. 따라서, 광원 검출부(312)는 이미지로부터 광원 영역을 효과적으로 검출할 수 있다.
신호 처리부(313)는 검출된 광원들(400, 510)의 이미지 영역에 포함된 전송 신호를 기반으로 광원들(400, 510)에 대한 정보를 획득할 수 있다.
외부 광원(400)의 이미지 영역에는 복수 개의 광원으로 구성된 외부 광원(400)에서 송출되는 제1 및 제2 전송 신호를 포함할 수 있다. 제1 전송 신호는 외부 광원(400)에 대한 정보를 포함하는 데이터 신호이고, 제2 전송 신호는 이진값 0과 1을 주기적으로 반복하는 기준 신호일 수 있다. 신호 처리부(313)는 제1 전송 신호의 위상과 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 외부 광원(400)에 대한 정보를 복원할 수 있다. 외부 광원(400)에 대한 정보는 외부 광원(400)의 식별자 정보, 외부 광원(400)의 크기 정보, 외부 광원(400)의 위치와 관련된 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 외부 광원(400)에 대한 정보는 외부 광원(400)의 종류에 따라 필요한 정보를 추가적으로 포함할 수 있으며, 예를 들어 외부 광원(400)이 가로등인 경우 가로등의 높이 정보, 주변에 있는 다른 가로등과의 거리 정보 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역에는 복수 개의 광원으로 구성된 제2 차량(500)의 광원(510)에서 송출되는 제1 및 제2 전송 신호를 포함할 수 있다. 제1 전송 신호는 제2 차량(500)의 광원(510)에 대한 정보를 포함하는 데이터 신호이고, 제2 전송 신호는 이진값 0과 1을 주기적으로 반복하는 기준 신호일 수 있다. 신호 처리부(313)는 제1 전송 신호의 위상과 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 제2 차량(500)의 광원(510)에 대한 정보를 복원할 수 있다. 제2 차량(500)의 광원(510)에 대한 정보는 제2 차량(500)의 광원(510)에 대한 식별자 정보, 제2 차량(500)의 광원(510)에 대한 크기 정보, 좌측 후미등과 우측 후미등 간의 거리 정보등을 포함할 수 있다.
위치 추정부(314)는 광원 검출부(312)에 의해 검출된 외부 광원(400)의 이미지 영역을 기반으로 외부 광원(400)에 대한 위치 정보와 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 상대 위치를 획득하여, 제1 차량(300)의 위치 정보를 추정할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 위치 추정부(314)는 외부 광원(400)의 이미지 영역에서 추출된 OCC 방식의 전송 신호를 기초로 획득된 외부 광원(400)에 대한 정보(위치와 관련된 정보)를 이용하여 외부 광원(400)에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.
또한, 위치 추정부(314)는 외부 광원(400)의 이미지 영역의 크기를 이용하여 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 거리를 계산하고, 외부 광원(400)의 이미지 영역의 위치를 이용하여 제1 차량(300)의 방향을 계산할 수 있다. 위치 추정부(314)는 복수의 외부 광원(400)까지의 거리를 이용하여 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 상대 위치를 계산할 수 있다.
일 실시예로, 위치 추정부(314)는 외부 광원(400)의 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서(311)상의 단위 픽셀의 개수, 외부 광원(400)의 면적 정보, 이미지 센서(311)의 단위 픽셀의 길이, 및 이미지 센서(311)의 초점 거리를 이용하여 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 거리를 계산할 수 있으며, 다음 수학식 1과 같이 계산할 수 있다. 여기서 외부 광원(400)의 면적 정보는 외부 광원(400)의 이미지 영역으로부터 추출된 외부 광원(400)의 전송 신호를 기초로 획득될 수 있다.
Figure 112017126077645-pat00004
여기서, F는 이미지 센서의 초점 거리, ρ는 이미지 센서의 단위 픽셀 길이, A는 광원의 면적, np는 광원의 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수일 수 있다.
위치 추정부(314)는 이미지 센서(311)에 의해 획득된 이미지 내에서 외부 광원(400)의 이미지 영역의 위치를 바탕으로 수평 변이(horizontal shift) 및 수직 변이(vertical shift) 중 적어도 하나를 계산하고, 계산된 수평 변이 및 수직 변이 중 적어도 하나를 이용하여 제1 차량(300) 의 방향을 계산할 수 있다.
위치 추정부(314)는 외부 광원(400)에 대한 위치 정보 및 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 거리를 이용하여, 제1 차량(300)의 위치 정보를 추정할 수 있다. 이때, 위치 추정부(314)는 OBD(on-board diagnosis) 방식에 의해 계산된 제1 차량(300)의 위치 정보를 참조하여 제1 차량(300)의 위치 정보를 추정할 수도 있다. 제1 차량(300)의 이동 중에 외부 광원(400)에 대한 정보를 획득하지 못하는 경우, 위치 추정부(314)는 OBD(on-board diagnosis) 방식에 의해 계산된 제1 차량(300)의 위치 정보를 이용할 수 있다.
위치 추정부(314)는 광원 검출부(312)에 의해 검출된 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역을 기반으로 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 상대 위치를 계산할 수 있고, 이러한 상대 위치 정보와 제1 차량(300)의 위치 정보를 기반으로 제2 차량(500)의 위치 정보를 추정할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 위치 추정부(314)는 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 크기를 이용하여 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 거리를 계산하고, 제1 차량(300)의 방향 및 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 위치를 이용하여 제1 차량(300)에 대한 제2 차량(500)의 광원(510)의 방향을 계산할 수 있다. 즉, 위치 추정부(314)는 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 거리와 방향을 이용하여 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 상대 위치를 획득할 수 있다.
일 실시예로, 위치 추정부(314)는 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서(311)상의 단위 픽셀의 개수, 제2 차량(500)의 광원(510)의 면적 정보, 이미지 센서(311)의 단위 픽셀의 길이, 및 이미지 센서(311)의 초점 거리를 이용하여 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 거리를 계산할 수 있으며, 상기 수학식 1과 같이 계산될 수 있다. 여기서 제2 차량(500)의 광원(510)의 면적 정보는 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역으로부터 OCC 통신 방식으로 추출된 제2 차량(500)의 광원(510)의 전송 신호를 기초로 획득될 수 있다. 또한, 위치 추정부(314)는 이미지 센서(311)에 의해 획득된 이미지 내에서 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 위치를 바탕으로 수평 변이를 계산하고, 계산된 수평 변이를 이용하여 제1 차량(300)에 대한 제2 차량(500)의 광원(510)의 방향을 계산할 수 있다. 위치 추정부(314)는 이미지 센서(311)에 의해 획득된 이미지 내에서 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 위치의 수직 변이를 이용할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)는 제1 차량(300)의 위치 정보 및/또는 제2 차량(500)의 위치 정보를 다른 차량으로 전송할 수 있다. 일 실시예로, 제1 차량(300)의 후방에 설치된 광원을 통해 제1 차량(300)의 위치 정보 및/또는 제2 차량(500)의 위치 정보를 포함하는 전송 신호를 제1 차량(300)의 주변(예: 후방)에 위치하는 다른 차량으로 송출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 차량(300)의 위치 추정 장치(310)는 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 상대 위치를 기반으로 생성된 비상 신호를 제1 차량(300)의 광원을 통해 제1 차량(300)의 주변(예: 후방)에 위치하는 다른 차량으로 전송할 수 있다. 비상 신호는 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 상대 위치의 변화에 기초하여 생성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 광원(400)을 포함하는 이미지를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)는 시간 t 일 때 이미지 센서(311)의 FOV 영역 내 존재하는 외부 광원들을 포함하는 이미지를 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 시간 t+1 일 때 이미지 센서(311)의 FOV 영역 내 존재하는 외부 광원들을 포함하는 이미지를 나타낸 것이다. 제1 차량(300)은 이동할 수 있으므로, 이미지 센서(311)의 FOV 영역 내 존재하는 외부 광원들은 시간에 따라 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 것처럼 변경될 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 7의 (a)를 참조하여 설명하도록 한다.
도 7의 (a)를 참조하면, 이미지 센서(311)가 외부 광원들을 포함하는 이미지를 획득할 수 있고, 광원 검출부(312)가 이미지로부터 외부 광원(400)의 이미지 영역을 관심 영역(Region-of-Interest; ROI)으로 검출할 수 있다. 이때, 검출된 외부 광원(400)의 이미지 영역의 크기는 그 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서(311)상의 단위 픽셀의 개수로 계산될 수 있다. 위치 추정부(314)는 외부 광원(400)의 이미지 영역의 크기를 기반으로 수학식 1에 의해 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 거리를 계산할 수 있다. 도 7의 (a)에 도시된 것처럼, 외부 광원(400)의 이미지 영역의 크기가 다른 광원들의 이미지 영역의 크기보다 크므로, 수학식 1에 따르면 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 거리가 다른 광원들에 비해 더 가깝다는 것을 알 수 있다.
또한, 검출된 외부 광원(400)의 이미지 영역은 이미지 내에서 특정 지점에 위치할 수 있다. 위치 추정부(314)는 이미지 내의 중심(이미지 센서(311)상의 중심점)으로부터 수평 변이 또는 수직 변이를 계산함으로써 특정 지점에 위치한 외부 광원(400)의 이미지 영역의 위치를 계산할 수 있다. 예컨대, 위치 추정부(314)는 이미지 내에서 수평 변이를 계산하여 외부 광원(400)의 X 좌표를 측정하여, 제1 차량(300) 의 방향을 추정할 수 있다. 위치 추정부(314)는 외부 광원(400)의 이미지 영역의 수직 변이를 이용할 수도 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 차량(500)의 광원(510)을 포함하는 이미지를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 이미지 센서(311)가 제2 차량(500)의 광원(510)을 포함하는 이미지를 획득할 수 있고, 광원 검출부(312)가 이미지로부터 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역을 관심 영역으로 검출할 수 있다. 이때, 검출된 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 크기는 그 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서(311)상의 단위 픽셀의 개수로 계산될 수 있다. 위치 추정부(314)는 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 크기를 기반으로 수학식 1에 의해 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)의 광원(510)까지의 거리를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 8의 (a)에 도시된 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 크기가 도 8의 (b) 및 (c)에 도시된 광원(510)의 이미지 영역의 크기보다 작으므로, 수학식 1에 따르면 도 8의 (a)에 도시된 제2 차량(500)의 광원(510)까지의 거리가 도 8의 (b) 및 (c)에 도시된 광원(510)에 비해 제1 차량(300)으로부터 더 멀리 떨어져 있다는 것을 알 수 있다.
도 9를 참조하면, 검출된 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역은 이미지 내에서 특정 지점에 위치할 수 있다. 위치 추정부(314)는 이미지 내의 중심(이미지 센서(311)상의 중심점)으로부터 수평 변이를 계산함으로써 특정 지점에 위치한 제2 차량(500)의 광원(510)의 이미지 영역의 위치를 계산할 수 있다. 예컨대, 위치 추정부(314)는 이미지 내에서 수평 변이를 계산하여 제2 차량(500)의 광원(510)의 X 좌표를 측정하여, 제1 차량(300)에 대한 제2 차량(500)의 광원(510)의 방향을 추정할 수 있다. 위치 추정부(314)는 제2 차량(500)의 광원(510)의 수직 변이를 이용할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 카메라 통신을 이용한 차량 위치 추정 방법은 제1 차량(300)의 이미지 센서(311)가 고정된 위치에 존재하는 외부 광원(400) 및 제1 차량(300)의 주변에 위치하는 제2 차량(500)의 광원(510)을 포함하는 이미지를 획득하는 단계(S600), 제1 차량(300)의 위치 추정부(314)가 이미지를 기반으로 제1 차량(300)으로부터 외부 광원(400)까지의 상대 위치를 계산하여 제1 차량(300)의 위치 정보를 추정하는 단계(S610), 제1 차량(300)의 위치 추정부(314)가 이미지를 기반으로 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 상대 위치를 계산하는 단계(S620), 및 제1 차량(300)의 위치 추정부(314)가 제1 차량(300)의 위치 정보 및 제1 차량(300)으로부터 제2 차량(500)까지의 상대 위치를 기반으로 제2 차량(500)의 위치 정보를 추정하는 단계(S630)를 포함할 수 있다.
상술한 각 단계에서 수행되는 구체적인 과정은 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하였으므로, 본 실시예에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체, 광학적 판독 매체 등 모든 저장매체를 포함한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 메시지의 데이터 포맷을 기록 매체에 기록하는 것이 가능하다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (25)

  1. 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC)을 이용하는 차량 위치 추정 방법에 있어서,
    제1 차량의 이미지 센서가 고정된 위치에 존재하고 복수 개의 광원을 포함하는 외부 광원 및 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 제2 차량의 광원을 포함하는 이미지를 획득하는 단계;
    상기 제1 차량의 신호 처리부가 상기 이미지에 포함된 제1 전송 신호의 위상 및 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 상기 외부 광원에 대한 정보를 획득하는 단계;
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 상대 위치를 계산하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계;
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 이미지 내에서 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역을 검출하는 단계;
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역의 크기를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하는 단계;
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역의 위치를 이용하여 상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하는 단계;
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 외부 광원의 이미지 영역의 위치를 이용하여 상기 제1 차량의 방향을 계산하는 단계;
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 제1 차량의으로부터 상기 제2 차량까지의 거리 및 상기 제1 차량의 방향을 이용하여 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 계산하는 단계; 및
    상기 제1 차량의 위치 추정부가 상기 제1 차량의 위치 정보 및 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 상기 제2 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전송 신호는 상기 복수 개의 광원 중 일부 광원으로부터 송출되고 상기 제2 전송 신호는 상기 복수 개의 광원 중 다른 광원으로부터 송출되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계는,
    상기 이미지 내에서 상기 외부 광원의 이미지 영역을 검출하는 단계;
    상기 외부 광원의 이미지 영역의 크기를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 계산하는 단계;
    상기 외부 광원의 이미지 영역으로부터 추출된 상기 외부 광원으로부터 OCC 통신 방식으로 송출되는 전송 신호를 기초로 상기 외부 광원에 대한 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 외부 광원에 대한 위치 정보 및 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 이용하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하는 단계는,
    상기 이미지 내에서 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역에 대한 수평 변이에 기초하여 상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 계산하는 단계는,
    상기 외부 광원의 이미지 영역으로부터 추출된 상기 외부 광원으로부터 송출되는 전송 신호를 기초로 상기 외부 광원의 면적 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 외부 광원의 이미지 영역에 대응하는 상기 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수, 상기 외부 광원의 면적 정보, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 길이, 및 상기 이미지 센서의 초점 거리를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하는 단계는,
    상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역으로부터 추출된 상기 제2 차량의 광원으로부터 송출되는 전송 신호를 기초로 상기 제2 차량의 광원의 면적 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역에 대응하는 상기 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수, 상기 제2 차량의 광원의 면적 정보, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 길이, 및 상기 이미지 센서의 초점 거리를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  8. 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 거리 또는 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리는, 다음 식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
    Figure 112017126077645-pat00005

    (여기서, F는 이미지 센서의 초점 거리, ρ는 이미지 센서의 단위 픽셀 길이, A는 광원의 면적, np는 광원의 이미지 영역에 대응하는 이미지 센서상의 단위 픽셀의 개수)
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 차량의 광원은, 상기 제2 차량의 후방에 설치된 복수 개의 광원을 포함하며,
    상기 이미지는, 상기 복수 개의 광원 중 일부 광원으로부터 송출되는 제1 전송 신호 및 상기 복수 개의 광원 중 다른 광원으로부터 송출되는 제2 전송 신호를 포함하며,
    상기 제1 차량의 신호 처리부가 상기 제1 전송 신호의 위상 및 상기 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 상기 제2 차량의 광원에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 광원 중 일부 광원은 상기 제2 차량의 좌측 후미등에 포함되고,
    상기 복수 개의 광원 중 다른 광원은 상기 제2 차량의 우측 후미등에 포함되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 외부 광원에 대한 정보는,
    상기 외부 광원의 크기 정보 및 상기 외부 광원의 위치와 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 외부 광원은 가로등에 설치되며,
    상기 외부 광원의 위치와 관련된 정보는 상기 외부 광원의 높이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 외부 광원에 대한 정보는,
    상기 외부 광원과 상기 외부 광원의 주변에 있는 다른 외부 광원과의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 차량의 광원에 대한 정보는,
    상기 제2 차량의 광원에 대한 크기 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제2 차량의 광원에 대한 정보는,
    상기 제2 차량의 좌측 후미등과 우측 후미등 간의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량의 광원이 상기 제1 차량의 위치 정보를 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 다른 차량으로 OCC 통신 방식으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량의 광원이 상기 제2 차량의 위치 정보를 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 다른 차량으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량의 광원이 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 생성된 비상 신호를 상기 제1 차량의 주변에 위치하는 다른 차량으로 OCC 통신 방식으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 비상 신호는 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 위치의 변화에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계는,
    OBD(on-board diagnosis) 방식에 의해 계산된 상기 제1 차량의 위치 정보를 참조하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 이미지를 획득하는 단계는,
    상기 이미지 센서의 셔터 스피드를 제어하여 상기 이미지 내에서 상기 외부 광원 및 상기 제2 차량의 광원을 제외한 배경 영역을 검정색으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 방법.
  23. 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication; OCC)을 이용하는 차량 위치 추정 장치에 있어서,
    고정된 위치에 존재하고 복수 개의 광원을 포함하는 외부 광원 및 제1 차량의 주변에 위치하는 제2 차량의 광원을 포함하는 이미지를 획득하는 이미지 센서;
    상기 이미지에 포함된 제1 전송 신호의 위상 및 제2 전송 신호의 위상을 비교하여 상기 외부 광원에 대한 정보를 획득하는 신호 처리부; 및
    상기 이미지를 기반으로 상기 제1 차량으로부터 상기 외부 광원까지의 상대 위치를 계산하여 상기 제1 차량의 위치 정보를 추정하고, 상기 이미지 내에서 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역을 검출하고, 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역의 크기를 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 거리를 계산하고, 상기 제2 차량의 광원의 이미지 영역의 위치를 이용하여 상기 제1 차량에 대한 상기 제2 차량의 광원의 방향을 계산하고, 상기 제1 차량으로부터의 상기 제2 차량까지의 거리 및 상기 제1 차량의 방향을 이용하여 상기 제1 차량으로부터 상기 제2 차량까지의 상대 거리를 계산하고, 상기 제1 차량의 위치 정보 및 상기 제2 차량까지의 상대 위치를 기반으로 상기 제2 차량의 위치 정보를 추정하는 위치 추정부를 포함하고,
    상기 제1 전송 신호는 상기 복수 개의 광원 중 일부 광원으로부터 송출되고 상기 제2 전송 신호는 상기 복수 개의 광원 중 다른 광원으로부터 송출되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 추정 장치.
  24. 제1항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터 인식가능한 매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
  25. 삭제
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