KR102030359B1 - 차선 변경 안내 방법 및 이를 실행하는 장치 - Google Patents

차선 변경 안내 방법 및 이를 실행하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 안내 방법은 기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신하는 단계, 상기 복수의 이미지들 각각을 이용하여 이동 카메라의 위치와 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출하는 단계, 상기 산출한 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출하는 단계 및 상기 충돌 가능 정보를 이용하여 후방 차량과의 충돌 가능성을 예측하고, 충돌 가능성에 따라 충돌 위험을 경고하는 단계를 포함한다.

Description

차선 변경 안내 방법 및 이를 실행하는 장치{LANE CHANGE GUIDING METHOD AND APPARATUS PERFORMING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 차선 변경 안내 방법 및 이를 실행하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차선 변경 안내 장치는 차량과 전/후방 차량의 거리를 이용하여 후방 차량의 상대속도를 판단한 후 위험여부를 판단하여 차선을 변경을 안내한다. 차선 변경을 안내하기 위해, 차선 변경 안내 장치는 차량의 전/후방에 특정 간격만큼 이격되어 배치된 두 대의 카메라로부터 전/후방 차량에 대한 스테레오 영상을 수신한 후에 스테레오 영상을 매칭시켜 차량과 전/후방 차량의 거리를 산출하였다.
예를 들어, 종래의 차선 변경 안내 장치는 도 1과 같이 차량(110)의 후방에 있는 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)로부터 스테레오 이미지를 각각 수신한 후에 스테레오 이미지를 매칭시켜 후방 차량(140)을 검출한다. 그리고, 차선 변경 안내 장치는 제1 카메라(120)와 후방 차량(140)사이의 각도 및 제2 카메라(130)와 후방 차량(140)사이의 각도를 각각 산출하여 차량(110)과 후방 차량(140) 사이의 거리를 산출하였다.
이와 같이, 차선 변경 안내 장치는 차량의 전/후방 차량 사이의 거리를 이용하여 충돌 가능성을 판단하여 차량 운전자에게 충돌 경고를 알려주었지만, 전/후방 차량 사이의 거리만을 이용하여 충돌 가능성을 판단하는 것은 정확하지 못하다는 문제점이 있다. 또한, 스테레오 영상을 이용하여 차량과 후방 차량의 거리를 산출하기 위해서는 두 대의 카메라를 사용해야 하므로 가격이 비싸져 경제적인 문제점이 발생한다.
본 발명은 한 대의 이동 카메라를 이용하여 복수개의 이미지들을 얻어 충돌 가능 정보를 산출함으로써 스테레오 카메라를 사용하는 경우보다 경제적인 차선 변경 안내 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 차선 변경에 서툰 초보운전자들에게 차선 변경 시 충돌 가능 정보를 이용하여 충돌 가능성을 예측한 후, 충돌 가능성을 바탕으로 운전자에게 차선 변경의 가능성을 알려줌으로써 차선 변경에 대한 사고를 방지 할 수 있는 차선 변경 안내 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예들 중에서, 차량에 장착되어 차선 변경을 안내하는 차선 변경 안내 장치에서 실행되는 차선 변경 안내 방법은 기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신하는 단계, 상기 복수의 이미지들 각각을 이용하여 이동 카메라의 위치와 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출하는 단계, 상기 산출한 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출하는 단계 및 상기 생성한 충돌 가능 정보를 이용하여 후방 차량과의 충돌 가능성을 예측하고, 충돌 가능성에 따라 충돌 위험을 경고하는 단계를 포함한다.
실시예들 중에서, 차량에 장착되어 차선 변경을 안내하는 차선 변경 안내 장치는 기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신하는 이미지 수신부, 상기 복수의 이미지들 각각을 이용하여 이동 카메라의 위치와 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출하고, 상기 산출한 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출하는 충돌 가능 정보 산출부 및 상기 생성한 충돌 가능 정보를 이용하여 후방 차량과의 충돌 가능성을 예측하고, 충돌 가능성에 따라 충돌 위험을 경고하는 충돌 위험 경고부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명에 따르면, 한 대의 이동 카메라를 이용하여 복수개의 이미지들을 얻어 충돌 가능 정보를 산출함으로써 스테레오 카메라를 사용하는 경우보다 경제적이다.
또한 본 발명에 따르면, 차선 변경에 서툰 초보운전자들에게 차선 변경 시 충돌 가능 정보를 이용하여 충돌 가능성을 예측한 후, 충돌 가능성을 바탕으로 운전자에게 차선 변경의 가능성을 알려줌으로써 차선 변경에 대한 사고를 방지 할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 차량과 후방 차량 사이의 각도를 이용하여 거리를 측정하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 안내 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 3의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 10은 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 “이동 카메라”는 기 설정된 간격만큼 이동하면서 후방 차량을 촬영할 수 있는 카메라를 의미한다.
본 명세서에서 “이동 카메라의 이동 거리”는 이동 카메라의 초기 위치부터 카메라의 이동 위치 사이의 거리를 의미한다. 예를 들어, 이동 카메라가 0.5cm 간격으로 이동한다면, 초기 위치에 있는 이동 카메라의 이동 거리는 0cm이고, 1차 이동된 이동 카메라의 이동 거리는 0.5cm이고, 2차 이동된 이동 카메라의 이동 거리는 1cm이다.
본 명세서에서 “좌표”는 이동 카메라의 중심점을 연결한 제1 선분과 후방 차량의 중심점을 연결한 제2 선분의 교차점을 중심점으로 하는 좌표를 의미한다.
본 명세서에서 “X축 상의 차량들간 거리”는 이동 카메라의 위치를 좌표에 배치했을 때 원점에서부터 이동 카메라까지의 거리를 의미한다.
본 명세서에서 “Y축 상의 차량들간 거리”는 후방 차량의 위치를 좌표에 배치했을 때 원점으로부터 후방 차량 사이의 거리를 의미한다.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 차선 변경 안내 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 차선 변경 안내 장치(200)는 이미지 수신부(210), 객체 검출부(220), 충돌 가능 정보 산출부(230), 차선 변경 제어부(240) 및 충돌 위험 경고부(250)를 포함한다.
이미지 수신부(210)는 기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신한다. 일 실시예에서, 이미지 수신부(210)는 이동 카메라로부터 기 설정된 시간 간격으로 복수의 이미지들을 각각 수신할 수 있다.
객체 검출부(220)는 차선 변경 제어부(240)의 제어에 따라 이동 카메라에 의해 촬영된 복수의 이미지들 각각에서 라인을 검출한다. 객체 검출부(220)는 검출한 라인에 대한 정보를 차선 변경 제어부(240)에 제공한다.
일 실시예에서, 객체 검출부(220)는 사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈의 상태가 온 상태로 전환되면, 방향 지시 모듈이 지시하는 방향의 라인을 검출하여 차선 변경 제어부(240)에 제공할 수 있다.
객체 검출부(220)는 차선 변경 제어부(240)의 제어에 따라 이동 카메라에 의해 촬영된 복수의 이미지들 각각에서 라인선 위의 후방 차량을 검출한다. 객체 검출부(220)는 출한 후방 차량에 대한 정보를 차선 변경 제어부(240)에 제공한다.
충돌 가능 정보 산출부(230)는 차선 변경 제어부(240)의 제어에 따라 이동 카메라의 위치와 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출하고, 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출한다. 충돌 가능 정보가 산출되는 과정은 도 5 및 도 10을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
차선 변경 제어부(240)는 사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈의 상태가 온 상태가 되면, 객체 검출부(220)에 의해 검출된 양쪽 라인들 중 어느 하나의 라인을 이용하여 사용자의 의도가 차선 변경인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 차선 변경 제어부(240)는 사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈이 왼쪽 방향을 지시하고 있는 경우, 객체 검출부(220)에 의해 검출된 양쪽 라인들 중 왼쪽 라인을 이용하여 사용자의 의도가 차선 변경인지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 차선 변경 제어부(240)는 왼쪽 라인이 불연속 라인인 경우 사용자의 의도가 왼쪽으로 차선 변경이라고 판단할 수 있고, 왼쪽 라인이 연속 라인인 경우 사용자의 의도가 좌회전 이라고 판단할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 차선 변경 제어부(240)는 사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈이 오른쪽 방향을 지시하고 있는 경우, 객체 검출부(220)에 의해 검출된 양쪽 라인들 중 오른쪽 라인을 이용하여 사용자의 의도가 차선 변경인지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 차선 변경 제어부(240)는 오른쪽 라인이 불연속 라인인 경우 사용자의 의도가 오른쪽으로 차선 변경이라고 판단할 수 있고, 오른쪽 라인이 연속 라인인 경우 사용자의 의도가 우회전 이라고 판단할 수 있다.
차선 변경 제어부(240)는 객체 검출부(220)에 의해 검출된 양쪽 라인들 중 어느 하나의 라인을 이용하여 사용자의 의도가 차선 변경이라고 판단하는 경우 라인선 위의 후방 차량을 검출하도록 객체 검출부(220)를 제어한다.
차선 변경 제어부(240)는 객체 검출부(220)에 의해 라인선 위의 후방 차량이 검출되면 검출한 후방 차량과 해당 이미지를 촬영한 이동 카메라의 위치 사이의 각도를 각각 산출하도록 충돌 가능 정보 산출부(230)를 제어하고, 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출하도록 충돌 가능 정보 산출부(230)를 제어한다.
차선 변경 제어부(240)는 차량과 후방 차량의 거리에 따른 현재 위치의 안전도와 후방 차량의 상대 속도 및 상대 가속도를 이용하여 충돌 가능성을 예측할 수 있다.
일 실시예에서, 차선 변경 제어부(240)는 차량과 후방 차량의 거리에 따라 결정된 충돌 가능성의 레벨에 후방 차량의 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나에 따라 결정된 페널티를 부가하여 충돌 가능성의 레벨을 변경할 수 있다.
예를 들어, 차선 변경 제어부(240)는 차량과 후방 차량의 거리가 멀어 충돌 가능성의 레벨을 낮은 레벨로 결정하였으나, 후방 차량의 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나가 특정 속도 이상인 경우 페널티를 부가하여 충돌 가능성의 레벨을 한 단계 증가시킬 수 있다.
다른 예를 들어, 차선 변경 제어부(240)는 차량과 후방 차량의 거리가 보통이라 충돌 가능성의 레벨을 중간 레벨로 결정하였으나, 후방 차량의 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나가 특정 속도 이상인 경우 페널티를 부가하여 충돌 가능성의 레벨을 한 단계 증가시킬 수 있다.
차선 변경 제어부(240)는 충돌 가능성에 따라 충돌 위험을 경고하도록 충돌 위험 경고부(250)를 제어한다. 예를 들어, 차선 변경 제어부(240)는 충돌 가능성의 레벨이 특정 레벨 이상이면 충돌 위험을 경고하도록 충돌 위험 경고부(250)를 제어할 수 있다.
충돌 위험 경고부(250)는 차선 변경 제어부(240)의 제어에 따라 충돌 위험을 경고한다. 예를 들어, 충돌 위험 경고부(250)는 차선 변경 제어부(240)의 제어에 따라 경고음을 울려 차량 사용자에게 충돌 위험을 경고할 수 있다. 다른 예를 들어, 충돌 위험 경고부(250)는 차선 변경 제어부(240)의 제어에 따라 경고를 알리는 모듈(예를 들어, LED(Light Emitting Diode))을 작동시켜 차량 사용자에게 충돌 위험을 경고할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조하여 차선 변경 안내 방법에 대하여 설명한다. 후술할 차선 변경 안내 방법은 전술한 차선 변경 안내 장치(200)에서 수행되므로, 서로 상응하는 내용에 대해서는 중복하여 설명하지 않으나, 당업자는 전술한 기재로부터 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 일 실시예를 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 4는 도 3의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 3을 참조하여 차선 변경 안내 방법의 일 실시예에 대하여 더 상세히 설명하면, 차선 변경 안내 장치(200)는 사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈이 온 상태가 되는 여부를 판단한다(단계 S310). 차선 변경 안내 장치(200)는 사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈이 온 상태가 되었다고 판단하면(단계 S320), 이미지에서 차량이 주행하고 있는 도로의 양쪽 라인들을 검출한다(단계 S330).
차선 변경 안내 장치(200)는 방향 라인들 중 방향 지시 모듈이 지시하는 방향의 라인을 검출한다(단계 S340). 차선 변경 안내 장치(200)는 도 4와 같이 차량(410)의 방향 지시 모듈이 온 상태에서 왼쪽 방향을 지시하는 경우, 방향 지시 모듈이 지시하는 왼쪽 방향의 라인을 검출할 수 있다.
차선 변경 안내 장치(200)는 방향 라인들 중 방향 지시 모듈이 지시하는 방향의 라인이 불연속 라인이라고 판단하면(단계 S350), 사용자의 의도가 방향 지시 모듈이 지시하는 방향으로의 차선 변경이라고 판단한다(단계 S360). 차선 변경 안내 장치(200)는 차량의 방향 지시 모듈이 온 상태에서 지시하는 방향의 차선에서 주행하는 후방 차량을 검출한다(단계 S370). 예를 들어, 차선 변경 안내 장치(200)는 도 4와 같이 차량(410)의 방향 지시 모듈이 온 상태에서 왼쪽 방향을 지시하는 경우, 왼쪽 차선에서 주행하는 후방 차량(420)을 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 6 내지 도 9는 도 5의 실행 과정을 설명하기 위한 참조도이다. 도 5의 일 실시예는 이동 카메라에 의해 촬영된 세 장의 이미지를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출할 수 있는 실시예에 관한 것이다.
도 5를 참조하여 차선 변경 안내 방법의 다른 일 실시예에 대하여 더 상세히 설명하면, 차선 변경 안내 장치(200)는 기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신한다(단계 S510). 예를 들어, 이동 카메라는 도 6에서와 같이 수평으로 선 운동을 하는 모터인 리니어 액추에이터(linear actuator)(600)에 탑재되며, 리니어 액추에이어터(600)에 의해 수평 방향으로 기 설정된 거리만큼 이동하면서 후방 차량(620)을 촬영할 수 있다.
도 6의 실시예에서 이동 카메라는 초기 위치(610a)에서 후방 차량(620)을 촬영하고, 기 설정된 거리만큼 이동한 위치(610b)에서 후방 차량(620)을 촬영하며 해당 위치에서 기 설정된 거리만큼 다시 이동한 위치(610c)에서 후방 차량(620)을 촬영한다. 도 6에는 도시되지 않았지만, 이동 카메라는 해당 위치에서 기 설정된 거리만큼 또 다시 이동한 위치에서 후방 차량(620)을 촬영할 수 있다.
차선 변경 안내 장치(200)는 복수의 이미지들 각각을 이용하여 해당 이미지를 촬영한 이동 카메라의 위치와 해당 이미지에 있는 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출한다(단계 S520). 차선 변경 안내 장치(200)는 산출한 각각의 각도를 이용하여 차량과 후방 차량 사이의 거리를 각각 산출한다(단계 S530). 차선 변경 안내 장치(200)는 산출한 각각의 차량과 후방 차량 사이의 거리를 이용하여 후방 차량의 상대 속도를 산출한다(단계 S540).
예를 들어, 차선 변경 안내 장치(200)는 도 6에 의해 촬영된 3장의 이미지 각각을 이용하여 해당 이미지를 촬영한 이동 카메라의 위치와 해당 이미지에 있는 후방 차량 사이의 각도(θ1, θ2, θ3)를 각각 산출하고, 각각의 각도(θ1, θ2, θ3)를 이용하여 차량과 후방 차량 사이의 거리 및 후방 차량의 상대 속도를 산출할 수 있다. 이러한 산출 과정은 [수학식 1] 내지 [수학식 3]과 같다.
Figure 112013022479316-pat00001
[수학식 1]을 참조하면, θ1은 제1 이미지에서 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 의미한다. 그리고, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다.
Figure 112013022479316-pat00002
[수학식 2]를 참조하면, θ2는 제2 이미지에서 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 의미하며, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 또한, Vcar는 후방 차량의 상대 속도를 의미하며 Vcamera는 이동 카메라의 이동 속도를 의미한다. 그리고, △tcamera , 1는 첫 번째로 이동한 이동 카메라의 위치에서 촬영된 이미지가 수신되는 시간 간격을 의미한다.
Figure 112013022479316-pat00003
[수학식 3]을 참조하면, θ3은 제3 이미지에서 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 의미하며, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 또한, Vcar는 후방 차량의 상대 속도를 의미하며 Vcamera는 이동 카메라의 이동 속도를 의미한다. 그리고, △tcamera ,2는 복수의 이미지들 중 두 번째로 이동한 이동 카메라의 위치에서 촬영된 이미지가 수신되는 시간 간격을 의미한다. 이하에서는, 도 7 내지 도 9와 [수학식 4] 내지 [수학식 6]을 참조하여 이러한 과정의 예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
차선 변경 안내 장치(200)는 제1 이미지를 이용하여 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 산출할 수 있다.
Figure 112013022479316-pat00004
[수학식 4]의 (a)는 도 7에 있는 제1 이미지에서 이동 카메라(730)와 후방 차량(720) 사이의 각도를 산출하는 식이다. [수학식 4]를 참조하면, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 방정식(a)에서 Y축 상의 차량들 간 거리를 미지수로 하여 방정식 (a)를 정리하면 방정식 (b)가 획득된다.
방정식(b)에 있는 미지수 a에 [수학식 6]에서 산출된 a값인 3.38을 대입하여 방정식(b)를 정리하면 Y축 상의 차량들 간 거리 b=4.01m가 획득된다.
Figure 112013022479316-pat00005
[수학식 5]의 (a)는 도 8에 있는 제2 이미지에서 이동 카메라(830)와 후방 차량(820) 사이의 각도를 산출하는 식이다. [수학식 5]를 참조하면, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 또한, v는 후방 차량의 상대 속도를 의미하며 s는 복수의 이미지들 중 제1 이미지의 수신 시간 차이를 의미한다.
방정식(a)에서 Y축 상의 차량들 간 거리를 미지수로 하면 방정식(b)가 산출된다. 방정식(b)에 있는 미지수 b에 [수학식 4]에서 산출된 b의 값인 1.19a를 대입하여 방정식(b)를 정리하면 방정식(c)가 획득된다. 방정식(c) 및 방정식 (d)에서 후방 차량의 속도인 v를 미지수 놓고 방정식을 풀면 방정식(e) 가 획득된다. 방정식(e)에 있는 미지수 a에 [수학식 6]에서 산출된 a값인 3.38을 대입하여 방정식(e)를 정리하면 후방 차량의 상대 속도 b=1.526m/s가 획득된다.
Figure 112013022479316-pat00006
[수학식 6]의 (a)는 도 9에 있는 제3 이미지에서 이동 카메라(930)와 후방 차량(920) 사이의 각도를 산출하는 식이다. [수학식 6]을 참조하면, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 또한, v는 후방 차량의 속도를 의미하며 s는 복수의 이미지들 중 제1 이미지의 수신 시간 차이를 의미한다.
방정식(a)에서 Y축 상의 차량들 간 거리를 미지수로 하면 방정식(b)가 산출된다. 방정식(b)에 있는 미지수 b에 [수학식 4]에서 산출된 b의 값인 1.19a를 대입하여 방정식(b)를 정리하면 방정식(c)가 획득된다. 방정식(c)에서 X축 상의 차량들 간 거리 a를 미지수 놓고 방정식을 풀면 방정식(d) 가 획득된다. 방정식 (d)에 있는 미지수 v에 [수학식 5]에서 산출된 v의 값인 0.7a + 0.84를 대입하여 방정식 (d)를 정리하면 X축 상의 차량들 간 거리 a = 3.38가 획득된다.
도 10은 본 발명에 따른 차선 변경 안내 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 10의 일 실시예는 이동 카메라에 의해 촬영된 네 장의 이미지를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출할 수 있는 실시예에 관한 것이다.
도 10을 참조하여 차선 변경 안내 방법의 또 다른 일 실시예에 대하여 더 상세히 설명하면, 차선 변경 안내 장치(200)는 기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신한다(단계 S1010).
차선 변경 안내 장치(200)는 복수의 이미지들 각각을 이용하여 해당 이미지를 촬영한 이동 카메라의 위치와 해당 이미지에 있는 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출한다(단계 S1020).
차선 변경 안내 장치(200)는 산출한 각각의 각도를 이용하여 차량과 후방 차량 사이의 거리를 각각 산출한다(단계 S1030). 차선 변경 안내 장치(200)는 산출한 각각의 차량과 후방 차량 사이의 거리를 이용하여 후방 차량의 상대 속도 및 후방 차량의 상대 가속도를 산출한다(단계 S1040). 이러한 산출 과정은 [수학식 7] 내지 [수학식 9]와 같다.
Figure 112013022479316-pat00007
[수학식 7]을 참조하면, tan α1은 제1 이미지에서 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 의미한다. 그리고, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다.
Figure 112013022479316-pat00008
[수학식 8]을 참조하면, tan α2는 제2 이미지에서 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 의미하며, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 또한, Vcar는 후방 차량의 상대 속도를 의미하며 Vcamera는 이동 카메라의 이동 속도를 의미한다. 그리고, △tcamera , 1는 첫 번째로 이동한 이동 카메라의 위치에서 촬영된 이미지가 수신되는 시간 간격을 의미하며 A는 후방 차량의 상대 가속도를 의미한다.
Figure 112013022479316-pat00009
[수학식 9]를 참조하면, tanα3은 제3 이미지에서 이동 카메라와 후방 차량 사이의 각도를 의미하며, a는 X축 상의 차량들 간 거리를 의미하고 b는 Y축 상의 차량들 간 거리를 의미한다. 또한, Vcar는 후방 차량의 상대 속도를 의미하며 Vcamera는 이동 카메라의 이동 속도를 의미한다. 그리고, △tcamera ,2는 복수의 이미지들 중 두 번째로 이동한 이동 카메라의 위치에서 촬영된 이미지가 수신되는 시간 간격을 의미하며 A는 후방 차량의 상대 가속도를 의미한다.
도 10을 통해 설명한 실시예에 따르면, 이동 카메라에 의해 네 장의 이미지를 촬영하고, 촬영된 네 장의 이미지를 통해 차량과 후방 차량 사이의 거리 및 후방 차량의 상대 속도뿐만 아니라 후방 차량의 상대 가속도까지 산출할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
200: 차선 변경 안내 장치
210: 이미지 수신부
220: 객체 검출부
230: 충돌 가능 정보 산출부
240: 차선 변경 제어부
250: 충돌 위험 경고부

Claims (14)

  1. 차량에 장착되어 차선 변경을 안내하는 차선 변경 안내 장치에서 실행되는 차선 변경 안내 방법에 있어서,
    기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신하는 단계;
    상기 복수의 이미지들 각각을 이용하여 이동 카메라의 위치와 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출하는 단계;
    상기 산출한 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 충돌 가능 정보를 이용하여 후방 차량과의 충돌 가능성을 예측하고, 충돌 가능성에 따라 충돌 위험을 경고하는 단계를 포함하고,
    상기 충돌 가능 정보를 산출하는 단계는
    수평 방향으로 기 설정된 거리만큼 이동하는 상기 이동 카메라의 중심점을 연결한 선분과 주행하는 상기 후방 차량의 중심점을 연결한 선분의 교차점을 원점으로 하는 좌표를 생성하는 단계;
    상기 이동 카메라의 위치 및 상기 후방 차량의 위치를 상기 좌표 상에 각각 배치하는 단계;
    상기 이동 카메라의 위치와 상기 후방 차량 사이의 각도를 이용하여 상기 원점부터 상기 이동 카메라까지의 거리인 X축 상의 차량들간 거리 및 상기 원점부터 상기 후방 차량까지의 거리인 Y축 상의 차량들간 거리를 각각 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 거리를 이용하여 상기 후방 차량의 상대 속도 및 상기 후방 차량의 상대 가속도 중 적어도 하나를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    차선 변경 안내 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 X축 상의 차량들간 거리는
    상기 이동 카메라의 이동 속도 및 상기 복수의 이미지들 중 특정 이미지가 수신되는 시간 간격에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 Y축 상의 차량들간 거리는
    상기 후방 차량의 상대 속도 및 상기 복수의 이미지들 중 특정 이미지가 수신되는 시간 간격에 따라 결정되거나 상기 후방 차량의 상대 속도, 상기 복수의 이미지들 중 특정 이미지가 수신되는 시간 간격 및 상기 후방 차량의 상대 가속도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈의 상태가 온 상태가 되면, 상기 복수의 이미지들 각각에서 상기 방향 지시 모듈이 지시하는 방향의 차선에서 주행하는 후방 차량을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 충돌 위험을 경고하는 단계는
    상기 차량과 상기 후방 차량의 거리를 이용하여 충돌 가능성의 레벨을 결정하는 단계;
    상기 후방 차량의 상대 속도 및 상기 후방 차량의 상대 가속도 중 적어도 하나에 따라 페널티를 부가하여 상기 충돌 가능성의 레벨을 증가시키는 단계; 및
    상기 충돌 가능성의 레벨이 특정 레벨 이상인 경우 충돌 위험을 경고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 방법.
  8. 차량에 장착되어 차선 변경을 안내하는 차선 변경 안내 장치에 있어서,
    기 설정된 거리만큼 이동하면서 이동 대상 차선의 후방 차량을 촬영하는 이동 카메라로부터 복수의 이미지들을 수신하는 이미지 수신부;
    상기 복수의 이미지들 각각을 이용하여 이동 카메라의 위치와 후방 차량 사이의 각도를 각각 산출하고, 상기 산출한 각각의 각도를 이용하여 충돌 가능 정보를 산출하는 충돌 가능 정보 산출부; 및
    상기 산출한 충돌 가능 정보를 이용하여 후방 차량과의 충돌 가능성을 예측하고, 충돌 가능성에 따라 충돌 위험을 경고하는 충돌 위험 경고부를 포함하고,
    상기 충돌 가능 정보 산출부는
    수평 방향으로 기 설정된 거리만큼 이동하는 상기 이동 카메라의 중심점을 연결한 선분과 주행하는 상기 후방 차량의 중심점을 연결한 선분의 교차점을 원점으로 하는 좌표를 생성하고, 상기 이동 카메라의 위치 및 상기 후방 차량의 위치를 상기 좌표 상에 각각 배치하며, 상기 이동 카메라의 위치와 상기 후방 차량 사이의 각도를 이용하여 상기 원점부터 상기 이동 카메라까지의 거리인 X축 상의 차량들간 거리 및 상기 원점부터 상기 후방 차량까지의 거리인 Y축 상의 차량들간 거리를 각각 산출하고, 상기 차량과 후방 차량 사이의 거리를 이용하여 상기 후방 차량의 상대 속도 및 상기 후방 차량의 상대 가속도 중 적어도 하나를 산출하는 것을 특징으로 하는
    차선 변경 안내 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서, 상기 X축 상의 차량들간 거리는
    상기 이동 카메라의 이동 속도 및 상기 복수의 이미지들 중 특정 이미지가 수신되는 시간 간격에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 Y축 상의 차량들간 거리는
    상기 후방 차량의 상대 속도 및 상기 복수의 이미지들 중 특정 이미지가 수신되는 시간 간격에 따라 결정되거나 상기 후방 차량의 상대 속도, 상기 복수의 이미지들 중 특정 이미지가 수신되는 시간 간격 및 상기 후방 차량의 상대 가속도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    사용자 조작에 의해 방향 지시 모듈의 상태가 온 상태가 되면, 상기 복수의 이미지들 각각에서 상기 방향 지시 모듈이 지시하는 방향의 차선에서 주행하는 후방 차량을 검출하는 객체 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 차량과 상기 후방 차량의 거리를 이용하여 충돌 가능성의 레벨을 결정하고, 상기 후방 차량의 상대 속도 및 상기 후방 차량의 상대 가속도 중 적어도 하나에 따라 페널티를 부가하여 상기 충돌 가능성의 레벨을 증가시키고, 상기 충돌 가능성의 레벨이 특정 레벨 이상인 경우 충돌 위험을 경고하도록 충돌 위험 경고부를 제어하는 차선 변경 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 안내 장치.
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