KR102207325B1 - 운전자 지원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 주변을 위에서 아래로 보는 방향의 탑뷰영상을 출력하는 탑뷰영상출력부, 상기 탑뷰영상에서 탑햇 필터를 이용하여 상기 차량의 좌측 및 상기 차량의우측에서 차선을 검출하는 차선검출부, 상기 차량의 속도값을 출력하는 속도측정부 및 상기 차량의 속도값에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보 중 적어도 어느 하나를 수행하는 통합제어부를 포함하는 운전자 지원 장치에 관한 것이다.

Description

운전자 지원 장치{Apparatus for driver assistance}
본 발명은 운전자 지원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탑뷰영상에서 탑햇 필터(Top-hat filter)를 이용하여 차량의 좌측 및 차량의 우측에서 차선을 검출하고, 차량의 속도값에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보 중 어느 하나를 수행하는 운전자 지원 장치에 관한 것이다.
최근 운전자 및 보행자의 안전을 위해 많은 차량에 지원은 주차 조향 보조 시스템(SPAS, Smart Parking Assist System) 및 차선 이탈 경보 시스템(LDWS, Lane Departure Warning System)이 적용되고 있다.
주차 조향 보조 시스템(SPAS, Smart Parking Assist System) 및 차선 이탈 경보 시스템(LDWS, Lane Departure Warning System)에서는 차선을 검출하는 것이 필수적인 기술로 채택되고 있다. 양 시스템은 차선을 검출하는 각각 별도의 알고리즘을 이용하고 있어, 자원의 낭비 및 시스템의 비효율을 초래하고 있다.
최근에는 차선을 검출하는 기술을 양 시스템에 통합적으로 적용하여, 각각 다른 상황에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보를 수행하는 기술이 연구 중에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 탑뷰영상에서 탑햇 필터(Top-hat filter)를 이용하여 차량의 좌측 및 차량의 우측에서 차선을 검출하고, 차량의 속도값에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보 중 어느 하나를 수행하는 운전자 지원 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시례에 따른 운전자 지원 장치는, 차량의 주변을 위에서 아래로 보는 방향의 탑뷰영상을 출력하는 탑뷰영상출력부, 상기 탑뷰영상에서 탑햇 필터를 이용하여 상기 차량의 좌측 및 상기 차량의 우측에서 차선을 검출하는 차선검출부, 상기 차량의 속도값을 출력하는 속도측정부 및 상기 차량의 속도값에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보 중 적어도 어느 하나를 수행하는 통합제어부를 포함한다.
상기 차선검출부는 상기 탑뷰영상의 그레이스케일 영상에서 좌에서 우 방향으로 탑햇 필터를 적용하고, 최대값을 산출하여 차선 중심점을 검출한다.
상기 차선검출부는 상기 중심점을 기준으로 상기 중심점의 좌측 경계 및 상기 중심점의 우측 경계에 대해 최대값을 산출하여 상기 차선 좌측 특징점 및 상기 차선 우측 특징점을 산출한다.
상기 차선검출부는 상기 차선 좌측 특징점 및 상기 차선 우측 특징점을 기준으로 전 방사 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출한다.
상기 차선검출부는 상기 추출된 선 성분의 각도 오차를 비교하여 상기 선 성분의 유효성을 검사한다.
상기 차선검출부는 상기 검출된 상기 차량의 좌측 및 상기 차량의 우측 차선 간격이 설정된 간격수치인지 여부를 판단하여 상기 차선의 유효성을 판단한다.
기타 실시례들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 운전자 지원 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　탑뷰영상에서 탑햇 필터를 이용하여 상기 차량의 좌측 및 상기 차량의우측에서 차선을 검출함으로써 평행한 차선을 검출하여 설정된 간격수치에 의해 차선의 유효성을 판단하는 장점이 있다.
둘째,　차선 좌측 특징점 및 차선 우측 특징점을 기준으로 전 방사 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출하고, 추출된 선 성분의 각도 오차를 비교함으로써 차선의 유효성을 검사하는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 운전자 지원 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 일실시례에 따른 차선검출부가 탑햇 필터(top-hat filter)를 이용하여 특징점을 산출하는 모습을 도시한 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 일실시례에 따른 차선검출부가 산출한 특징점에서 선 성분을 추출하는 모습을 도시한 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시한 일실시례에 따른 차선검출부가 검출된 차선의 간격을 고려하여 차선의 유효성을 판단하기 위한 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시례들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시례들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 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 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시례들에 의하여 운전자 지원 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 운전자 지원 장치의 구성을 도시한 구성도이다. 본 발명의 일실시례에 따른 운전자 지원 장치는 탑뷰영상출력부(100), 차선검출부(200), 속도측정부(300) 및 통합제어부(400)를 포함한다.
탑뷰영상출력부(100)는 차량의 주변을 위에서 아래로 보는 방향의 탑뷰영상을 출력한다. 탑뷰영상출력부(100)는 AVM(Around View Monitoring) 시스템일 수 있다. 탑뷰영상출력부(100)는 차량의 전후측방 중 적어도 한 곳에 카메라를 구비한다. 탑뷰영상출력부(100)는 차량의 전후측방에 구비된 카메라가 차량 주변의 영상을 출력한다. 탑뷰영상출력부(100)는 차량 주변의 영상을 하나의 영상으로 합성하여 탑뷰영상을 출력한다.
차선검출부(200)는 탑뷰영상에서 탑햇 필터를 이용하여 차량의 좌측 및 차량의 우측에서 차선을 검출한다. 차선검출부(200)는 탑뷰영상의 그레이스케일 영상에서 좌에서 우 방향으로 탑햇 필터를 적용하고, 최대값을 산출하여 차선 중심점을 검출한다.
차선검출부(200)는 중심점을 기준으로 중심점의 좌측 경계 및 중심점의 우측 경계에 대해 최대값을 산출하여 차선의 좌측 및 우측의 특징점을 산출한다. 차선검출부(200)가 탑햇 필터를 이용하여 특징점을 산출하는 과정은 도 2에서 추후 설명한다.
차선검출부(200)는 차선 좌측 특징점 및 차선 우측의 특징점을 기준으로 전 방사 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출한다. 차선검출부(200)는 차선 좌측 특징점 및 차선 우측의 특징점을 기준으로 360도 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출할 수 있다. 차선검출부(200)가 산출한 특징점에서 선 성분을 추출하는 것은 도 3에서 추후 설명한다.
차선검출부(200)는 추출된 선 성분의 각도 오차를 비교하여 선 성분의 유효성을 검사한다. 차선검출부(200)는 검출된 좌측 및 우측 차선 간격이 설정된 간격수치(Vd)인지 여부를 판단하여 차선의 유효성을 판단한다. 차선검출부(200)가 검출된 좌측 및 우측 차선 간격이 설정된 간격수치(Vd)인지 여부를 판단하는 것을 도 4에서 추후 설명한다.
속도측정부(300)는 차량의 속도값을 출력한다.
통합제어부(400)는 차량의 속도값에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보 중 적어도 어느 하나를 수행한다. 일실시례에 따른 통합제어부(400)는 차량의 속도값이 20 kph(kilometer per hour) 이하로 주행 중이면 주차 지원을 수행한다. 통합제어부(400)에서 수행되는 주차 지원은 주차 조향 보조 시스템(SPAS, Smart Parking Assist System)일 수 있다. 통합제어부(400)가 주차 지원을 수행할 때 차선검출부(200)가 출력한 차량의 좌측 및 우측 차선 간격을 고려한다. 통합제어부(400)는 차량의 좌측 및 우측 차선 간격이 차량의 폭보다 작으면 다른 주차 위치를 재 검색하여 차량을 주차시킬 수 있다.
일실시례에 따른 통합제어부(400)는 차량의 속도값이 20 kph를 초과하여 주행 중이면 차선 이탈 경보를 수행한다. 통합제어부(400)에서 수행되는 차선 이탈 경보는 차선 이탈 경보 시스템(LDWS, Lane Departure Warning System)일 수 있다. 통합제어부(400)는 차선검출부(200)가 검출한 차선을 인식하여 차량이 운전자의 제어 없이 검출한 차선 밖으로 주행되면 운전자에게 경보한다. 일실시례에 따른 통합제어부(400)는 조향 휠의 제어 유무를 확인하여 차량이 운전자의 제어에 의해 주행되는지 여부를 판단한다.
도 2는 도 1에 도시한 일실시례에 따른 차선검출부(200)가 탑햇 필터를 이용하여 특징점을 산출하는 모습을 도시한 예시도이다. 차선검출부(200)는 탑뷰영상을 그레이스케일(grayscale) 영상으로 변환한다. 차선검출부(200)는 그레이스케일 영상에서 수평방향으로 탑햇 필터를 적용한다. 차선검출부(200) 국부영역에서 최대값을 검출하여 차선의 중심점(CP)을 검출한다. 차선검출부(200)는 중심점)을 기준으로 차선 좌측 및 차선 우측 경계에 대해 국부 영역에서의 최대값을 검출하여 차선 좌측 특징점(LP) 및 차선 우측 특징점(RP)을 산출한다. 차선검출부(200)가 산출하는 차선 좌측 특징점(LP) 및 차선 우측 특징점(RP)은 어두운 부분(D)과 밝은 부분(B) 사이에 위치한다.
도 3은 도 1에 도시한 일실시례에 따른 차선검출부(200)가 산출한 특징점에서 선 성분을 추출하는 모습을 도시한 예시도이다. 차선검출부(200)는 차선 좌측 특징점(LP) 및 차선 우측 특징점(RP)을 기준으로 전 방사 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출한다. 차선검출부(200)는 차선 좌측 특징점 및 차선 우측의 특징점을 기준으로 360도 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출할 수 있다. 일실시례에 따 차선검출부(200)는 도 3에서 차선 우측 특징점(RP)을 기준으로 시계 방향으로 탐색할 수도 있고, 차선 좌측 특징점(LP) 부분과 같이 차선 좌측 특징점(LP)을 기준으로 반시계 방향으로 탐색할 수도 있다. 차선검출부(200)는 차선 우측 특징점(RP)을 기준으로 반시계 방향으로 탐색할 수도 있고, 차선 좌측 특징점(LP)을 기준으로 시계 방향으로 탐색할 수도 있다.
차선검출부(200)는 추출한 선 성분의 각도 오차를 비교하여 선 성분의 유효성을 검사한다. 일실시례에 따른 차선검출부(200)가 고려하는 각도 오차는 설정된 값이며, 5도 이내로 설정될 수 있다. 차선검출부(200)는 선 성분의 유효성이 만족되면 차선의 중심점(CP)을 기준으로 차선 후보군을 저장한다.
도 4는 도 1에 도시한 일실시례에 따른 차선검출부(200)가 검출된 차선의 간격을 고려하여 차선의 유효성을 판단하기 위한 예시도이다. 차선검출부(200)는 주차 상황 및 도로 주행 상황 중 적어도 어느 한 상황에서 차선의 유효성을 판단한다. 차선검출부(200)는 검출된 차량의 좌측 및 차량의 우측 차선 간격이 설정된 간격수치(Vd)인지 여부를 판단하여 차선의 유효성을 판단한다. 차선검출부(200)에 설정된 간격수치(Vd)는 차선검출부(200)에 저장되어 있을 수 있다. 차선검출부(200)에 지리 정보를 무선 통신을 통해 수신하여 실시간으로 주차선의 간격수치(Vd)를 설정할 수도 있다. 차선검출부(200)는 연속적인 탑뷰영상에서 차선의 유효성을 판단할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시례에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시례에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 탑뷰영상출력부
200 : 차선검출부
300 : 속도측정부
400 : 통합제어부

Claims (6)

  1. 차량의 주변을 위에서 아래로 보는 방향의 탑뷰영상을 출력하는 탑뷰영상출력부;
    상기 탑뷰영상에서 탑햇 필터를 이용하여 상기 차량의 좌측 및 상기 차량의우측에서 차선을 검출하는 차선검출부;
    상기 차량의 속도값을 출력하는 속도측정부; 및
    상기 차량의 속도값에 따라 주차 지원 및 차선 이탈 경보 중 적어도 어느 하나를 수행하는 통합제어부; 를 포함하되,
    상기 차선 검출부는 상기 탑뷰영상의 그레이스케일 영상에서 수평방향으로 탑햇 필터를 적용하고, 최대값을 산출하여 차선 중심점을 검출하는 운전자 지원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 차선검출부는 상기 탑뷰영상의 그레이스케일 영상에서 좌에서 우 방향으로 탑햇 필터를 적용하고, 최대값을 산출하여 차선 중심점을 검출하는 운전자 지원 장치.
  3. 제 2 항에 있어서
    상기 차선검출부는 상기 중심점을 기준으로 상기 중심점의 좌측 경계 및 상기 중심점의 우측 경계에 대해 최대값을 산출하여 차선 좌측 특징점 및 차선 우측 특징점을 산출하는 운전자 지원 장치.
  4. 제 3 항에 있어서
    상기 차선검출부는 상기 차선 좌측 특징점 및 상기 차선 우측 특징점을 기준으로 전 방사 방향으로 탐색하여 선 성분을 추출하는 운전자 지원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서
    상기 차선검출부는 상기 추출된 선 성분의 각도 오차를 비교하여 상기 선 성분의 유효성을 검사하는 운전자 지원 장치.
  6. 제 1 항에 있어서
    상기 차선검출부는 상기 검출된 상기 차량의 좌측 및 상기 차량의 우측 차선 간격이 설정된 간격수치인지 여부를 판단하여 상기 차선의 유효성을 판단하는 운전자 지원 장치.
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