KR102371589B1 - 전방 차량 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일예와 관련된 전방 차량 검출 장치는 전방을 촬영하여 제 1 영상을 획득하는 제 1 카메라, 상기 전방을 촬영하여 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득하는 제 2 카메라 및 상기 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출하고, 상기 제 2 영상에서 상기 검출된 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 지정하며, 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

전방 차량 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECTECTING FRONT VEHICLE}
본 발명은 전방 차량 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 차량에는 다양한 센서를 이용하여 차량안전 및 운전 편의를 높이기 위한 시스템이 도입되고 있다. 특히, 사고 예방을 위해 차량의 주위 환경을 인식하고 위험 상황 발생시 운전자에 경고하는 시스템이 필요하다.
차량의 주위 환경 중 위험 상황 발생 주된 원인은 주위의 차량이며, 전방 차량은 가장 우선시 하는 인식 대상이다. 이를 위해, 최근 개발된 많은 시스템은 도로 상에서 전방차량의 유무를 확인하고, 상대속도 또는 움직임을 추적하여 위험상황을 알려준다.
이러한 전방 차량을 감지하는 시스템은 카메라로 전방을 촬영하고, 촬영한 영상에서 차량을 인식한다. 종래의 시스템은 차량의 외형적인 특징을 저장하여 실시간으로 입력되는 영상에서 기 저장된 템플릿과 매칭하며 차량을 인식한다.
그러나 이러한 종래의 시스템에서 사용하는 방식은 프로세서가 방대한 양의 데이터를 처리해야 되므로, 차량 인식을 위해 고성능의 프로세서를 사용해야한다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 데이터 처리량으로 전방 차량을 검출하는 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 전방 차량 검출 장치는 전방을 촬영하여 제 1 영상을 획득하는 제 1 카메라, 상기 전방을 촬영하여 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득하는 제 2 카메라 및 상기 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출하고, 상기 제 2 영상에서 상기 검출된 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 지정하며, 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 차량의 속도에 비례하여 상기 제 2 카메라의 프레임 레이트(Frame rate)가 증가하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 선형적으로 이동하는 타겟 영역 중 동시에 이동하는 한 쌍의 타겟 영역을 상기 차량으로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 타겟 영역이 이동하는 방향 또는 이동하는 방향의 반대 방향이 상기 제 2 영상의 소실점을 향한 방향인 경우, 상기 타겟 영역을 차량으로 검출할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 전방 차량 검출 방법은 전방을 촬영하여 제 1 영상 및 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득하는 단계, 상기 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출하는 단계, 상기 제 2 영상에서 상기 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 지정하는 단계 및 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 단계는 상기 선형적으로 이동하는 타겟 영역 중 동시에 이동하는 한 쌍의 타겟 영역을 상기 차량으로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 단계는 상기 타겟 영역이 이동하는 방향 또는 이동하는 방향의 반대 방향이 상기 제 2 영상의 소실점을 향한 방향인 경우, 상기 타겟 영역을 차량으로 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 데이터 처리량으로 전방 차량을 검출하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 차량 검출 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기식 카메라가 촬영한 영상의 일예이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 차량의 후방을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 붉은 영역이 시간에 따라 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 차량 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 차량 검출 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 차량 검출 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기식 카메라가 촬영한 영상의 일예이다. 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 차량의 후방을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 붉은 영역이 시간에 따라 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전방 차량 검출 장치(100)는 제 1 카메라(110), 제 2 카메라(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
다만, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 전방 차량 검출 장치(100)가 구현될 수도 있다.
제 1 카메라(110)는 자차의 전방을 촬영하여 영상을 획득할 수 있다. 제 1 카메라(110)는 일반적으로 사용되는 디지털 카메라일 수 있으며, 컬러 영상을 획득할 수 있다.
또한, 제 2 카메라(120)는 자차의 전방을 촬영하여 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 영상을 획득할 수 있다. 제 2 카메라(120)는 비동기식 카메라일 수 있으며, 비동기식 카메라의 예로서, ACTIVE PIXEL VISION, DYNAMIC VISION, NEUROMORPHIC VISION, SILICON RETINA 센서 등이 있다.
제 2 카메라(120)가 획득하는 영상은 제 1 카메라(110)가 획득하는 영상과 달리 컬러 영상이 아닌 도 2와 같이 빛의 밝기 변화 정도가 나타나는 영상일 수 있다. 즉, 픽셀마다 들어오는 빛의 변화량을 이용하여 영상을 획득하는 것이며, 제 2 카메라(120)가 획득한 영상으로부터 빛의 변화를 확인할 수 있다.
제 2 카메라(120)는 제 1 카메라(110)와 달리 빛의 밝기 변화만을 획득할 수 있으므로, 움직이는 물체를 촬영할 때 모션 블러(MOTION BLUR)가 나타나지 않는 장점이 있다.
또한, 제어부(130)는 제 1 카메라(110)가 획득한 영상인 제 1 영상과 제 2 카메라(120)가 획득한 영상인 제 2 영상을 이용하여 차량을 검출할 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출한다. 차량은 도 3과 같이 주행 중 후미등(a)을 작동시키며, 후미등(a)의 색은 붉은 색이다. 따라서 도로 상에서 촬영된 제 1 영상에서 차량은 붉은 영역을 포함하고 있다고 볼 수 있고, 제어부(130)는 차량을 검출하기 위해 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 제 1 영상에서 검출된 붉은 영역의 위치를 제 2 영상에 대응시켜 하나 이상의 타겟 영역을 지정할 수 있다. 제 2 영상에는 색이 나타나지 않지만 빛의 밝기 변화 정도가 나타나므로 제 1 영상에서 붉은 영역으로 검출된 부분이 제 2 영상에서도 두드러지게 된다. 제어부(130)는 이러한 두드러진 영역을 타겟 영역으로 지정하게 된다.
제어부(130)는 지정한 타겟 영역이 선형적으로 이동하는지 여부를 판단하여, 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출할 수 있다. 일반적으로, 주행하는 차량은 시간에 따라 선형적으로 움직이므로, 선형적으로 움직이는 타겟 영역을 차량으로 판단할 수 있다.
한편, 차량의 후미등은 좌우측 한 쌍으로 구성되고, 이에 따라 제 1 영상에서 차량의 후미등은 한 쌍의 붉은 영역으로 나타난다. 도 4를 참조하면 제 1 영상의 붉은 영역(b)이 시간에 따라 움직이는 자취를 확인할 수 있으며, 붉은 영역(b)은 한 쌍으로 함께 이동한다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(130)는 타겟 영역 중 동시에 이동하는 한 쌍의 타겟 영역만을 차량으로 판단할 수 있다. 이 때, 제어부(130)는 선형적으로 움직이는 타겟 영역이 한 쌍을 이루지 않고 별개로 움직인다면, 별개로 움직이는 타겟 영역은 차량으로 판단하지 않게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 제어부(130)는 선형적으로 이동하는 타겟 영역의 이동 방향 또는 이동방향의 반대 방향이 제 2 영상의 소실점을 향한 방향인 경우, 타겟 영역을 차량으로 판단할 수 있다.
직진하는 차량은 영상에서 소실점을 향한 방향으로 이동하며, 도 4에 나타난 바와 같이 차량의 후미등에 해당하는 붉은 영역(b) 또한 소실점을 향한 방향으로 이동한다. 이와는 달리, 신호등은 고정되어 있으므로 신호등의 빨간 불은 영상에서 이동하더라도 그 이동방향이 소실점을 향하지 않는다. 제어부(130)는 이러한 특성을 반영하여 제 1 영상의 붉은 영역에 대응하는 제 2 영상의 타겟 영역 이동 방향이 소실점을 향하는 경우, 타겟 영역을 차량으로 판단할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 전방 차량 검출 장치(100)가 설치되는 자차의 속도가 빨라짐에 따라 상대적으로 영상 내의 객체는 빠르게 이동한다. 따라서 제 2 카메라(120)가 영상을 획득하는 속도인 프레임 레이트(Frame rate, 초당 프레임수)가 낮다면 제어부(130)가 차량을 검출하지 못하는 상황이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(130)는 자차의 속도에 비례하여 제 2 카메라(120)의 프레임 레이트가 증가하도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 자차의 속도에 비례하여 제 2 카메라(120)의 프레임 레이트를 증가시킴으로써 다른 차량간의 상대속도가 크더라도 차량을 놓치지 않고 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 차량 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 도 5를 참조하여 전술한 구성들을 기초로 전방 차량 검출 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5를 참조하면 전방 차량 검출 방법은 전방을 촬영하여 제 1 영상 및 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득하는 단계(S100), 상기 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출하는 단계(S200), 상기 제 2 영상에서 상기 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 지정하는 단계(S300) 및 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이하에서, 상술한 S100 단계 내지 S400 단계가 구체적으로 설명될 것이다.
S100 단계에서, 제 1 카메라(110)는 자차의 전방을 촬영하여 제 1 영상을 획득하고, 제 2 카메라(120)는 자차의 전방을 촬영하여 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득할 수 있다. 전술한 바와 같이 제 2 카메라(120)는 비동기식 카메라일 수 있다.
S200 단계에서, 제어부(130)는 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출할 수 있다. 제 1 영상에서 붉은 영역은 차량의 후미등일 수 있는 후보군으로서, 제어부(130)는 차량으로 검출할 수 있는 후보군을 먼저 검출하는 것이다.
S300 단계에서, 제어부(130)는 제 1 영상의 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 제 2 영상에서 지정할 수 있다. 제어부(130)는 전방 차량의 후미등일 수 있는 후보군을 제 2 영상에서 지정하는 것이다.
S400 단계에서, 제어부(130)는 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출할 수 있다.
제어부(130)는 지정한 타겟 영역이 선형적으로 이동하는지 여부를 판단하여, 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(130)는 타겟 영역 중 동시에 이동하는 한 쌍의 타겟 영역만을 차량으로 판단할 수 있다. 이 때, 제어부(130)는 선형적으로 움직이는 타겟 영역이 한 쌍을 이루지 않고 별개로 움직인다면, 별개로 움직이는 타겟 영역은 차량으로 판단하지 않게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 제어부(130)는 선형적으로 이동하는 타겟 영역의 이동 방향 또는 이동방향의 반대 방향이 제 2 영상의 소실점을 향한 방향인 경우, 타겟 영역을 차량으로 판단할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 차량 검출 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
상기와 같이 설명된 전방 차량 검출 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 전방 차량 검출 장치
110 : 제 1 카메라
120 : 제 2 카메라
130 : 제어부
1000: 컴퓨팅 시스템
1100: 프로세서
1200: 시스템 버스
1300: 메모리
1310: ROM
1320: RAM
1400: 사용자 인터페이스

Claims (7)

  1. 자차의 전방을 촬영하여 제 1 영상을 획득하는 제 1 카메라;
    상기 자차의 전방을 촬영하여 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득하는 제 2 카메라; 및
    상기 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출하고, 상기 제 2 영상에서 상기 검출된 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 지정하며, 상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 제어부를 포함하고,
    상기 제 2 카메라는,
    비동기식 카메라를 포함하는 전방 차량 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자차의 속도에 비례하여 상기 제 2 카메라의 프레임 레이트(Frame rate)가 증가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 선형적으로 이동하는 타겟 영역 중 동시에 이동하는 한 쌍의 타겟 영역을 상기 차량으로 검출하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 타겟 영역이 이동하는 방향 또는 이동하는 방향의 반대 방향이 상기 제 2 영상의 소실점을 향한 방향인 경우, 상기 타겟 영역을 차량으로 검출하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 검출 장치.
  5. 제 1 카메라를 통해, 자차의 전방을 촬영하여 제 1 영상을 획득하고, 비동기식 카메라를 포함하는 제 2 카메라를 통해, 상기 자차의 전방을 촬영하여 빛의 밝기 변화 정도를 나타내는 제 2 영상을 획득하는 단계;
    상기 제 1 영상에서 붉은 영역을 검출하는 단계;
    상기 제 2 영상에서 상기 붉은 영역에 대응되는 하나 이상의 타겟 영역을 지정하는 단계; 및
    상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 단계를 포함하는 전방 차량 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 단계는 상기 선형적으로 이동하는 타겟 영역 중 동시에 이동하는 한 쌍의 타겟 영역을 상기 차량으로 검출하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 검출 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 지정된 타겟 영역 중 선형적으로 이동하는 타겟 영역을 차량으로 검출하는 단계는 상기 타겟 영역이 이동하는 방향 또는 이동하는 방향의 반대 방향이 상기 제 2 영상의 소실점을 향한 방향인 경우, 상기 타겟 영역을 차량으로 검출하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 검출 방법.
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