KR102188164B1 - Method of Road Recognition using 3D Data - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도로 인식 방법에 관한 것으로, 스테레오 카메라를 통해 취득된 이미지에 대한 3차원 디스패리티 맵을 생성하는 단계, 상기 3차원 디스패리티 맵에서 U 디스패리티 맵을 생성하는 단계, 상기 U 디스패리티 맵을 가공하여 단순화하는 단계, 상기 U 디스패리티 맵에서 상기 3차원 디스패리티 맵을 기반으로 경계 후보를 검출하는 단계 및 상기 검출된 경계 후보를 필터링하여 도로의 경계를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a road recognition method, comprising: generating a 3D disparity map for an image acquired through a stereo camera, generating a U disparity map from the 3D disparity map, the U disparity map Simplifying by processing, detecting a boundary candidate based on the 3D disparity map from the U disparity map, and determining a boundary of a road by filtering the detected boundary candidate.
Description
본 발명은 3차원 데이터를 이용한 도로 인식 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 3차원 디스패리티 맵(Disparity Map)을 이용하여 도로의 경계를 검출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a road recognition method using 3D data, and more particularly, to a method of detecting a boundary of a road using a 3D disparity map.
차량 등의 운송 수단은 입체 카메라를 이용하여 주변을 촬영하고, 촬영된 영상을 기반으로 도로의 경계면, 주변 장애물 등을 인식할 수 있다.Transportation means such as a vehicle may photograph the surroundings using a three-dimensional camera, and recognize a boundary surface of a road and an obstacle around the road based on the captured image.
종래의 도로 인식 기술은 스테레오 카메라의 디스패리티 맵을 종/횡 방향으로 나누어 누적시키는 u 변위, v 변위를 각각 생성하여 지면 영역을 판별하였다. 이러한 종래 기술은 u 변위, v 변위를 각각 생성하기 위해 클러스터링, 회귀 분석과 같은 복잡한 방식이 이용되고, 모델링에 RANSAC 나 Hough 변환 같은 연산 시간이 오래 걸리는 방식을 이용하여, 실시간 정보 제공에 어려움이 있다.In the conventional road recognition technology, the ground area is determined by generating u displacement and v displacement, which are accumulated by dividing the disparity map of a stereo camera in the vertical and horizontal directions. In such a conventional technique, complex methods such as clustering and regression analysis are used to generate u displacement and v displacement respectively, and it is difficult to provide real-time information by using a method that takes a long computation time such as RANSAC or Hough transform for modeling. .
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 별도의 V 변위 생성 없이, 3차원 영상 데이터 중 U 디스패리티 맵을 생성 가공하여 정확한 도로 정보를 사용자에게 제공함에 있다.An object of the present invention for solving these conventional problems is to provide accurate road information to a user by generating and processing a U disparity map from 3D image data without generating a separate V displacement.
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 도로 인식 방법은 스테레오 카메라를 통해 취득된 이미지에 대한 3차원 디스패리티 맵을 생성하는 단계, 상기 3차원 디스패리티 맵에서 U 디스패리티 맵을 생성하는 단계, 상기 U 디스패리티 맵을 가공하여 단순화하는 단계, 상기 U 디스패리티 맵에서 상기 3차원 디스패리티 맵을 기반으로 경계 후보를 검출하는 단계 및 상기 검출된 경계 후보를 필터링하여 도로의 경계를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve these objects, the road recognition method according to the present invention includes the steps of generating a 3D disparity map for an image acquired through a stereo camera, generating a U disparity map from the 3D disparity map, the Simplifying by processing a U disparity map, detecting a boundary candidate from the U disparity map based on the 3D disparity map, and determining a boundary of a road by filtering the detected boundary candidate can do.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 U 디스패리티 맵을 가공하여 단순화하는 단계는 상기 U 디스패리티 맵에 거리 가중치를 부여하는 단계 및 상기 U 디스패리티 맵에 문턱치에 의한 이진화 처리를 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 거리 가중치는 객체와의 거리가 멀수록 커지는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 문턱치는 미리 설정된 도로 영역의 표준 편차 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 상기 문턱치에 의한 이진화 처리를 하는 단계는 U 디스패리티 값이 상기 문턱치 보다 낮은 점의 값을 0으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the processing and simplification of the U disparity map may include assigning a distance weight to the U disparity map and performing a binarization process based on a threshold value on the U disparity map. . The distance weight may increase as the distance to the object increases. The threshold value may be determined based on information about a standard deviation of a road area set in advance. The step of performing the binarization process based on the threshold value may include setting a value of a point having a U disparity value lower than the threshold value to 0.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 경계 후보를 검출하는 단계는 지정된 열에서 경계에 해당하는 픽셀의 디스패리티 값을 찾는 단계 및 상기 디스패리티 값을 갖는 상기 3차원 디스패리티 맵에서의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the detecting of the boundary candidate includes finding a disparity value of a pixel corresponding to a boundary in a designated column and determining a position in the 3D disparity map having the disparity value. Can include.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 도로의 경계를 결정하는 단계는 상기 경계 후보로 검출된 점들을 연결하여 피크를 검출하는 단계, 상기 검출된 피크를 너비를 기반으로 상기 도로의 경계를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 피크를 검출하는 단계는 상기 경계 후보로 검출된 점들을 제1 방향으로 연결하여 피크를 검출하는 단계 및 상기 경계 후보로 검출된 점들을 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 연결하여 피크를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 검출된 피크를 너비를 기반으로 상기 도로의 경계를 결정하는 단계는 상기 검출된 피크의 너비가 지정된 범위 미만인 경우, 상기 검출된 피크를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.According to various embodiments, the determining of the boundary of the road includes detecting a peak by connecting points detected as the boundary candidates, and determining a boundary of the road based on a width of the detected peak. can do. The detecting of the peak includes detecting a peak by connecting points detected as the boundary candidates in a first direction, and connecting points detected as the boundary candidates in a second direction opposite to the first direction to generate a peak. It may include the step of detecting. Determining the boundary of the road based on the width of the detected peak may include removing the detected peak when the width of the detected peak is less than a specified range.
본 발명에 따른 운송 수단은 스테레오 카메라, 상기 스테레오 카메라를 통해 취득된 이미지에 대한 3차원 디스패리티 맵을 생성하는 3차원 맵 생성부, 상기 3차원 디스패리티 맵에서 U 디스패리티 맵을 생성하는 U맵 생성부, 상기 U 디스패리티 맵을 가공하여 단순화하는 U맵 가공부, 상기 U 디스패리티 맵에서 상기 3차원 디스패리티 맵을 기반으로 경계 후보를 검출하는 경계 검출부, 상기 검출된 경계 후보를 필터링하여 도로의 경계를 결정하는 필터링부를 포함할 수 있다.The vehicle according to the present invention includes a stereo camera, a 3D map generator that generates a 3D disparity map for an image acquired through the stereo camera, and a U map that generates a U disparity map from the 3D disparity map. A generation unit, a U map processing unit that processes and simplifies the U disparity map, a boundary detection unit that detects a boundary candidate from the U disparity map based on the 3D disparity map, and filters the detected boundary candidate It may include a filtering unit that determines the boundary of.
이와 같이, 본 발명에 따른 도로 인식 방법은 별도의 V 변위 생성을 위한 처리를 수행하지 않아 실시간으로 정확한 도로 인식 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. As described above, since the road recognition method according to the present invention does not perform a separate process for generating V displacement, accurate road recognition information can be provided to the user in real time.
또한, 본 발명에 따른 도로 인식 방법은 양방향 필터링을 통해 불필요한 피크를 검출하여, 정확한 도로 경계를 결정할 수 있다.In addition, the road recognition method according to the present invention can determine an accurate road boundary by detecting unnecessary peaks through bidirectional filtering.
도 1은 본 발명의 도로 인식 시스템의 구성도이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 U맵 가공부의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 도로 인식 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 학습 기반 문턱치 적용에 관한 예시도 이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 도로 경계 후보 검출을 설명하는 예시도이다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 필터링 부에서 수행되는 에러 제거 필터링 예시도이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 실제 영상에 필터링 과정을 적용한 예시도이다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 경계 검출 예시도이다.1 is a block diagram of a road recognition system according to the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a U map processing unit according to various embodiments of the present disclosure.
3 is a flowchart illustrating a road recognition process according to various embodiments of the present disclosure.
4 is an exemplary diagram for applying a learning-based threshold according to various embodiments of the present disclosure.
5 is an exemplary diagram illustrating detection of a road boundary candidate according to various embodiments of the present disclosure.
6 is an exemplary diagram illustrating error removal filtering performed by a filtering unit according to various embodiments of the present disclosure.
7 is an exemplary diagram in which a filtering process is applied to an actual image according to various embodiments of the present disclosure.
8 is an exemplary diagram illustrating edge detection according to various embodiments of the present disclosure.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted as much as possible. This is to more clearly convey the core of the present invention by omitting unnecessary description.
도 1은 본 발명의 도로 인식 시스템의 구성도이다. 도로 인식 시스템 100은 차량과 같은 운송 수단에 장착될 수 있다. 도로 인식 시스템 100을 통해 처리된 정보는 운전자에게 전달되거나, 사용자 운행 보조 프로그램에 이용될 수 있고, 무인 운행 시스템에 이용될 수 있다.1 is a block diagram of a road recognition system according to the present invention. The
도 1을 참조하면, 도로 인식 시스템 100은 스테레오 카메라 110, 3차원 맵 생성부 120, U맵 생성부 130, U맵 가공부 140, 경계 검출부 150, 필터링부 160 및 출력부 170을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
스테레오 카메라 110은 지정된 간격을 두고 2개의 촬영용 렌즈를 배치하여 이미지 또는 영상을 촬영할 수 있다. 스테레오 카메라 110은 2개의 촬영용 렌즈를 통해 피사체를 동시에 촬영하고, 2개의 화상을 동시에 얻을 수 있다. The
3차원 맵 생성부 120은 스테레오 카메라 110를 통해 촬영된 영상 정보를 분석하여 3차원 맵을 생성할 수 있다. 3차원 맵 생성부 120은 각각의 렌즈를 통해 촬영된 영상은 비교를 통해 객체, 객체의 크기, 객체와의 거리 등을 분석할 수 있다. 예를 들어, 스테레오 카메라 110에 포함된 각각의 렌즈를 통해 촬영된 스테레오 이미지는 x축과 y축으로 표현될 수 있는 2차원 이미지 일수 있다. 3차원 맵 생성부 120은 동시간에 각각의 렌즈에서 촬영된 이미지를 비교하고, 상기 렌즈 사이의 거리를 반영하여 x축, y축 및 z축으로 표현될 수 있는 3차원 이미지를 생성할 수 있다.The
다양한 실시 예에 따르면, 3차원 맵 생성부 120은 촬영용 렌즈들의 위치, 렌즈 사이의 거리 및 설치 각도에 의해 발생하는 차이에 따른 3차원 디스패리티 맵을 생성할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the
U맵 생성부 130은 3차원 디스패리티 맵에서 U 디스패리티 맵을 생성할 수 있다. U 디스패리티 맵은 3차원 이미지 중 x축 및 z축의 값을 이용하여 같은 가로축에 위치하는 거리 값들의 히스토그램을 쌓음으로 획득될 수 있다.The
종래의 도로 인식 기술은 스테레오 카메라의 디스패리티 맵을 종/횡 방향으로 나누어 누적시키는 u 변위, v 변위를 각각 생성하여 지면 영역을 판별하였다. 이러한 종래 기술은 u 변위, v 변위를 각각 생성하기 위해 클러스터링, 회귀 분석과 같은 복잡한 방식이 이용되고, 모델링에 RANSAC 나 Hough 변환 같은 연산 시간이 오래 걸리는 방식을 이용하여, 실시간 시스템 제공에 어려움이 있다.In the conventional road recognition technology, the ground area is determined by generating u displacement and v displacement, which are accumulated by dividing the disparity map of a stereo camera in the vertical and horizontal directions. In this prior art, complex methods such as clustering and regression analysis are used to generate u displacement and v displacement, respectively, and it is difficult to provide a real-time system by using a method that takes a long computation time such as RANSAC or Hough transform for modeling. .
반면, 본 발명에 의한 도로 인식 기술은 별도의 V 디스패리티 맵을 사용하지 않고, 직선 검출에 사용되는 RANSAC 나 Hough 변환 같은 복잡한 알고리즘을 사용하지 않아 빠른 데이터 처리 속도를 유지할 수 있다. 처리된 데이터는 운전 지원 시스템에 실시간으로 전달될 수 있고, 사용자에게 도로 인식 정보를 제공할 수 있다.On the other hand, the road recognition technology according to the present invention does not use a separate V disparity map and does not use a complex algorithm such as RANSAC or Hough transform used for straight line detection, and thus can maintain a fast data processing speed. The processed data may be transmitted to the driving assistance system in real time, and road recognition information may be provided to the user.
U맵 가공부 140는 생성된 U 디스패리티 맵을 가공하여, 가중치 적용 및 이진화 처리를 할 수 있다. U맵 가공부 140은 U 디스패리티 값에 따른 가중치를 곱해서 단순 픽셀 수뿐만 아니라, 실제 거리 정보를 활용하여 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, U맵 가공부 140는 학습 기반의 문턱치(threshold)를 이용하여 이진화 작업을 수행할 수 있다. U맵 가공부 140의 동작에 관한 정보는 도 2 및 도 4를 통해 제공될 수 있다.The U
경계 검출부 150은 가공된 U 디스패리티 맵에서 경계가 되는 점들을 연결시킬 수 있다. 경계 검출부 150은 경계가 되는 점들의 영상에서의 위치를 표시하기 위해 3차원 디스패리트 맵을 참조할 수 있다. 경계 검출부 150의 동작에 관한 상세정보는 도 5를 통해 제공될 수 있다.The
필터링부 160은 경계 후보로 검출된 점들에 의해 발생하는 피크 중 일부를 필터링을 통해 제거할 수 있다. 필터링부 160은 경계 후보로 검출된 점들을 연결하는 과정에서 지정된 너비 이하의 피크를 제거하여 사용자에게 실질적으로 의미를 줄 수 있는 도로의 경계를 검출하도록 할 수 있다. 필터링부 160의 동작에 관한 상세정보는 도 6 및 도 7을 통해 제공될 수 있다.The
출력부 170은 필터링된 경계값을 반영한 이미지 또는 범위 값을 출력할 수 있다. 출력부 170은 필터링된 경계값을 반영한 이미지를 화면에 표시하거나 운전 지원 시스템에 제공하여 이용(협로 인식, 전방 차량 추종 및 충돌 회피 등)하도록 할 수 있다.The
도 2는 다양한 실시 예에 따른 U맵 가공부의 구성을 나타내는 블록도 이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a U map processing unit according to various embodiments of the present disclosure.
도 2를 참조하면, U맵 가공부 140은 가중치 계산부 210 및 문턱치 적용부 220을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the U
가중치 계산부 210은 U맵 생성부 130에서 제공 받은 U 디스패리티 값에 거리 가중치를 반영할 수 있다. 가중치 계산부 210은 U 디스패리티 값에 거리에 따른 가중치(먼 거리일수록 높은 가중치)를 곱해서 단순 픽셀 수뿐 아니라 실제 거리 정보를 활용할 수 있다. 거리 가중치는 하기의 수학식 1에 의해 반영될 수 있다. The
[수학식 1][Equation 1]
: U 디스패리티 값 : U disparity value
: 거리 가중치
: Distance weight
문턱치 적용부 220은 도로에 해당하는 영역의 일부를 이진화 처리하여 단순화 할 수 있다. 문턱치 적용부 220은 도로에 해당하는 영역의 디스패리티 분포에 관한 표준 편차 정보를 저장할 수 있다. 상기 표준 편차 정보는 일반적인 도로 지형에 대한 높이 정보를 기반으로 설정될 수 있다.The threshold
문턱치 적용부 220은 상기 표준 편차 정보에 따라 지정된 범위 이하의 U 디스패리티 값을 제거하기 위한 문턱치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 문턱치 적용부 220은 전체 U 디스패리티 점들 중 상기 표준 편차 정보에 따라 60% 이하 범위의 점들을 제거하기 위한 문턱치를 결정할 수 있다. 문턱치 적용부 220은 일정 높이 미만의 값들은 0으로 만들고, 상기 높이 이상의 값들만 출력되도록 할 수 있다. 도 5를 통해, 문턱치 적용부 220의 동작에 관한 정보가 제공될 수 있다.The threshold
도 3은 다양한 실시 예에 따른 도로 인식 과정을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a road recognition process according to various embodiments of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 동작 310에서, 3차원 맵 생성부 120은 촬영용 렌즈들의 위치, 렌즈 사이의 거리 및 설치 각도에 의해 발생하는 차이에 따른 3차원 디스패리티 맵을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3, in
동작 320에서, U맵 생성부 130은 3차원 디스패리티 맵에서 U 디스패리티 맵을 생성할 수 있다. U맵 생성부 130은 3차원 이미지 중 x축 및 z축의 값을 이용하여 같은 가로축에 위치하는 거리 값들의 히스토그램을 쌓음으로 획득될 수 있다.In
동작 330에서, U맵 가공부 140은 생성된 U 디스패리티 맵을 가공하여, 가중치 적용 및 이진화 처리를 할 수 있다. U맵 가공부 140은 U맵 생성부 130에서 제공 받은 U 디스패리티 값에 거리 가중치를 반영할 수 있다. 또한, U맵 가공부 140은 도로에 해당하는 영역의 일부를 이진화 처리하여 단순화 할 수 있다.In
동작 340에서, 경계 검출부 150은 가공된 U 디스패리티 맵에서 경계가 되는 점들을 연결시킬 수 있다. 경계 검출부 150은 경계가 되는 점들의 영상에서의 위치를 표시하기 위해 3차원 디스패리트 맵을 참조할 수 있다.In
동작 350에서, 필터링부 160은 경계 후보로 검출된 점들 중 일부를 필터링을 통해 제거할 수 있다. 필터링부 160은 경계 후보로 검출된 점들을 연결하는 과정에서 지정된 너비 이하의 피크를 제거하여 사용자에게 실질적으로 의미를 줄 수 있는 도로의 경계를 검출하도록 할 수 있다.In
동작 360에서, 출력부 170은 필터링된 경계값을 반영한 이미지를 화면에 표시하거나 운전 지원 시스템에 제공하여 이용(협로 인식, 전방 차량 추종 및 충돌 회피 등)하도록 할 수 있다.In
도 4는 다양한 실시 예에 따른 학습 기반 문턱치 적용에 관한 예시도 이다. 4 is an exemplary diagram for applying a learning-based threshold according to various embodiments of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 문턱치 적용부 220은 도로에 해당하는 영역의 일부를 이진화 처리하여 단순화 할 수 있다. Referring to FIG. 4, the threshold
제1 이미지 410은 문턱치 적용 이전의 U 디스패리티 분포를 나타낸다. 제1 이미지 410은 실제 도로의 경계가 되는 부분 이외에도 이미지 중/하단에 단순히 도로의 통상적인 높이차도 반영되어 있다. The first image 410 shows the U disparity distribution before applying the threshold. The first image 410 simply reflects the normal height difference of the road in the middle/bottom of the image in addition to the part that becomes the boundary of the actual road.
문턱치 적용부 220은 도로에 해당하는 영역의 디스패리티 분포에 관한 표준 편차 정보를 저장할 수 있다. 상기 표준 편차 정보는 일반적인 도로 지형에 대한 높이 정보를 기반으로 설정될 수 있다.The threshold
문턱치 적용부 220은 상기 표준 편차 정보에 따라 지정된 범위 이하의 U 디스패리티 값을 제거하기 위한 문턱치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 문턱치 적용부 220은 제1 이미지 410의 전체 U 디스패리티 점들 중 상기 표준 편차 정보에 따라 60% 이하 범위의 점들을 제거하여 제2 이미지 420을 얻을 수 있다.The threshold
제2 이미지 420은 문턱치 적용에 따라 이미지 중/하단의 U 디스패리티 분포가 모두 0으로 처리되어 도로의 실제 경계를 판단하기 용이한 상태로 변환될 수 있다.In the
도 5는 다양한 실시 예에 따른 도로 경계 후보 검출을 설명하는 예시도이다.5 is an exemplary diagram illustrating detection of a road boundary candidate according to various embodiments of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 경계 검출부 150은 이진화된 U 디스패리티 맵 420에서 경계가 되는 점들을 연결시킬 수 있다. 경계 검출부 150은 경계가 되는 점들의 영상에서의 위치를 표시하기 위해 입력 영상인 3차원 디스패리티 맵 510을 참조할 수 있다. Referring to FIG. 5, the
경계 검출부 150은 이진화된 U 디스패리티 맵 420의 특정 열에서 경계에 해당하는 픽셀의 디스패리티 값(행 번호)을 찾을 수 있다. 경계 검출부 150은 3차원 디스패리티 맵 510에서 상기 디스패리티 값을 가지는 위치를 아래에서 위로 스캔하여 찾을 수 있다. 경계 검출부 150은 매칭되는 점의 위치 정보를 저장할 수 있다. The
예를 들어, 경계 검출부 150은 이진화된 U 디스패리티 맵 420에서 경계가 되는 점 411의 위치를 3차원 디스패리티 맵 520을 참조하여 찾을 수 있다. 경계 검출부 150은 경계가 되는 점 411의 디스패리티 값(행 번호)을 확인하고, 3차원 디스패리티 맵 510을 아래에서 위로 스캔하여 매칭되는 점 511을 찾을 수 있다. 경계 검출부 150은 상기 점 511의 위치를 실제 영상에서 매칭하여 점 521로 결정하고 결과를 저장할 수 있다.For example, the
본 발명에 의한 도로 인식 기술은 별도의 V 디스패리티 맵을 사용하지 않고, 직선 검출에 사용되는 RANSAC 나 Hough 변환 같은 복잡한 알고리즘을 사용하지 않아 빠른 데이터 처리 속도를 유지할 수 있다. 처리된 데이터는 운전 지원 시스템에 실시간으로 전달될 수 있고, 사용자에게 제공될 수 있다.The road recognition technology according to the present invention does not use a separate V disparity map, and does not use a complex algorithm such as RANSAC or Hough transform used for straight line detection, thereby maintaining a fast data processing speed. The processed data can be delivered to the driving assistance system in real time and can be provided to the user.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 필터링부에서 수행되는 에러 제거 필터링 예시도이다.6 is an exemplary diagram illustrating error removal filtering performed by a filtering unit according to various embodiments of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 필터링부 160은 경계 후보로 검출된 점들을 연결할 때 에러가 발생하는 부분을 필터링을 통해 제거할 수 있다. 필터링부 160은 양 방향으로 피크를 검출하고, 하기 [수학식 2]를 통해 너비를 계산하여 일정 너비 미만의 피크를 제거할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
[수학식 2][Equation 2]
도 6에서, 필터링부 160은 필터링 이전의 경계 610에서, 제1 방향(예: 좌에서 우 방향)으로 검출된 점들을 연결할 수 있다. 이를 통해, 필터링부 160은 제1 피크 601 및 제3 피크 603을 검출할 수 있다. 필터링부 160은 제2 방향(예: 우에서 좌 방향)으로 검출된 점들을 연결하여 제2 피크 602를 검출할 수 있다.In FIG. 6, the
필터링부 160은 피크가 검출된 경계 620에서, 각각의 피크에 대한 너비를 결정할 수 있다. 필터링부 160은 검출된 피크의 폭이 상기 수학식에 의해 결정된 폭 보다 작은 피크를 제거할 수 있다.The
예를 들어, 제1 피크 601, 제2 피크 602 및 제3 피크 603이 검출된 경우, 필터링부 160은 지정된 폭보다 큰 폭을 가지고 있는 제1 피크 601을 유지하고, 상기 지정된 폭 미만의 제2 피크 602 및 제3 피크 603를 제거하여 경계 630을 얻을 수 있다. 다양한 실시 예에서, 필터링부 160은 경계 630의 결과를 부드럽게 하여 연속된 경계로 인식될 수 있도록 박스 필터링 작업을 추가로 수행할 수 있다.For example, when the
도 7은 다양한 실시 예에 따른 실제 영상에 필터링 과정을 적용한 예시도이다.7 is an exemplary diagram in which a filtering process is applied to an actual image according to various embodiments of the present disclosure.
도 7을 참조하면, 필터링부 160은 1차 미분을 통해 피크를 검출할 수 있다. 필터링부 160은 제1 방향(예: 좌에서 우 방향)으로 검출된 점들을 연결하여 피크를 검출할 수 있고, 제2 방향(예: 우에서 좌 방향)으로 검출된 점들을 연결하여 피크를 검출할 수 있다. 이를 통해, 필터링 전의 경계 710이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
필터링부 160은 검출된 피크 각각의 너비를 결정할 수 있다. 필터링부 160은 검출된 피크 중 지정된 너비 미만의 피크 721을 제거할 수 있다. 지정된 너비 이상의 피크 722는 제거되지 않고 도로 경계로 검출될 수 있다. 필터링부 160은 경계 730을 출력할 수 있다.The
도 8은 다양한 실시 예에 따른 경계 검출 예시도이다.8 is an exemplary diagram illustrating edge detection according to various embodiments of the present disclosure.
도 8을 참조하면, 도로 인식 시스템 100은 스테레오 카메라 110을 통해 획득한 각각의 이미지들에서 도로와 주변 사물 사이의 경계 801을 검출할 수 있다.Referring to FIG. 8, the
도로 인식 시스템 100은 U 디스패리티 맵을 생성하여 가공하고, 3차원 디스패리트 맵을 참조하여 경계가 되는 점들의 위치를 결정할 수 있다.The
도로 인식 시스템 100은 필터링 과정을 거쳐, 유의미한 피크들만을 검출하고 불필요한 피크를 제거하여 사용자가 실질적으로 이용할 수 있는 경계 801을 결정할 수 있다.The
도로 인식 시스템 100은 별도의 V 디스패리티 맵을 사용하지 않고, 직선 검출에 사용되는 RANSAC 나 Hough 변환 같은 복잡한 알고리즘을 사용하지 않아 빠른 데이터 처리 속도를 유지할 수 있다. 처리된 데이터는 운전 지원 시스템에 실시간으로 전달될 수 있고, 사용자에게 제공될 수 있다.The
본 명세서와 도면에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기에 기재된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. In the present specification and drawings, a preferred embodiment of the present invention has been disclosed, and although specific terms are used, these are merely used in a general meaning to easily explain the technical content of the present invention and to aid understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope of. In addition to the above-described embodiments, it is obvious to those of ordinary skill in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.
100: 도로 인식 시스템 110: 스테레오 카메라
120: 3차원 맵 생성부 130: U맵 생성부
140: U맵 가공부 150: 경계 검출부
160: 필터링부 170: 출력부100: road recognition system 110: stereo camera
120: 3D map generation unit 130: U map generation unit
140: U map processing unit 150: boundary detection unit
160: filtering unit 170: output unit
Claims (10)
상기 U 디스패리티 맵을 가공하여 단순화하는 단계는 상기 U 디스패리티 맵에 거리 가중치를 부여하는 단계; 및 상기 U 디스패리티 맵에 문턱치에 의한 이진화 처리를 하는 단계를 포함하는 도로 인식 방법.Generating a 3D disparity map for an image acquired through a stereo camera; Generating a U disparity map from the 3D disparity map; Processing and simplifying the U disparity map; Detecting a boundary candidate from the U disparity map based on the 3D disparity map; And filtering the detected boundary candidate to determine a boundary of the road.
The processing and simplification of the U disparity map may include assigning a distance weight to the U disparity map; And performing a binarization process based on a threshold value on the U disparity map.
객체와의 거리가 멀수록 커지는 것을 특징으로 하는 도로 인식 방법.The method of claim 1, wherein the distance weight is
Road recognition method, characterized in that the larger the distance to the object is increased.
미리 설정된 도로 영역의 표준 편차 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 도로 인식 방법.The method of claim 1, wherein the threshold is
A road recognition method, characterized in that it is determined based on standard deviation information of a preset road area.
U 디스패리티 값이 상기 문턱치 보다 낮은 점의 값을 0으로 설정하는 단계;를 포함하는 도로 인식 방법.The method of claim 1, wherein the step of performing the binarization process based on the threshold value
And setting a value of a point having a U disparity value lower than the threshold value to 0.
지정된 열에서 경계에 해당하는 픽셀의 디스패리티 값을 찾는 단계; 및
상기 디스패리티 값을 갖는 상기 3차원 디스패리티 맵에서의 위치를 결정하는 단계;를 포함하는 도로 인식 방법.The method of claim 1, wherein detecting the boundary candidate
Finding a disparity value of a pixel corresponding to a boundary in a designated column; And
Determining a location in the 3D disparity map having the disparity value.
상기 경계 후보로 검출된 점들을 연결하여 피크를 검출하는 단계;
상기 검출된 피크를 너비를 기반으로 상기 도로의 경계를 결정하는 단계;를 포함하는 도로 인식 방법.The method of claim 1, wherein determining the boundary of the road
Detecting a peak by connecting points detected as the boundary candidates;
And determining a boundary of the road based on a width of the detected peak.
상기 경계 후보로 검출된 점들을 제1 방향으로 연결하여 피크를 검출하는 단계; 및
상기 경계 후보로 검출된 점들을 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 연결하여 피크를 검출하는 단계;를 포함하는 도로 인식 방법.The method of claim 7, wherein detecting the peak
Detecting a peak by connecting points detected as boundary candidates in a first direction; And
And detecting a peak by connecting points detected as the boundary candidates in a second direction opposite to the first direction.
상기 검출된 피크의 너비가 지정된 범위 미만인 경우, 상기 검출된 피크를 제거하는 단계;를 포함하는 도로 인식 방법.The method of claim 7, wherein determining the boundary of the road based on the width of the detected peak
If the width of the detected peak is less than the specified range, removing the detected peak; road recognition method comprising a.
상기 U 맵 가공부는 상기 U 디스패리티 맵에 거리 가중치를 부여하고, 상기 U 디스패리티 맵에 문턱치에 의한 이진화 처리를 하는 것을 특징으로 하는 운송 수단.Stereo camera; A 3D map generator that generates a 3D disparity map for the image acquired through the stereo camera; A U map generator for generating a U disparity map from the 3D disparity map; A U map processing unit that processes and simplifies the U disparity map; A boundary detector for detecting a boundary candidate from the U disparity map based on the 3D disparity map; And a filtering unit configured to determine a boundary of a road by filtering the detected boundary candidates.
And the U map processing unit assigns a distance weight to the U disparity map and performs a binarization process based on a threshold value on the U disparity map.
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