KR102383566B1 - Method and system for learning lane changeable time based on camera and method and system for predicting time lane changeable time - Google Patents

Method and system for learning lane changeable time based on camera and method and system for predicting time lane changeable time Download PDF

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Abstract

카메라 기반의 차선 변경 시점을 학습하는 방법 및 시스템, 그리고 차선 변경 시점을 예측하는 방법 및 시스템을 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 차선 변경 시점 학습 방법은, 차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력되어 개별 프레임에 제1 라벨 또는 제2 라벨이 할당된 영상을 입력받는 단계(상기 제1 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 블록된(BLOCKED) 상태를 나타내는 영상을, 그리고 상기 제2 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 프리한(FREE) 상태를 나타내는 영상을 각각 포함함), 상기 블록된 상태에서 상기 프리한 상태로 전환되는 전환시점을 기준으로 초당 프레임 수(Frame Per Second, FPS)에 따라 상기 전환시점 이전의 적어도 하나의 프레임에 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 부여하는 단계 및 상기 영상의 프레임들과 프레임들이 포함하는 라벨에 기초하여 차선 변경 시점을 학습하는 단계를 포함할 수 있다.Disclosed are a method and system for learning a camera-based lane change timing, and a method and system for predicting a lane change timing. The method of learning a lane change time according to an embodiment of the present invention comprises the steps of receiving an image input through a camera in relation to a side-rear area of a vehicle and assigned a first label or a second label to individual frames (the first step) The image to which the first label is assigned includes an image indicating a state in which lane change is blocked (BLOCKED), and the image to which the second label is assigned includes an image indicating a state in which lane change is free (FREE), the Lane change occurs after n seconds (where n is a natural number) in at least one frame before the transition time according to the number of frames per second (FPS) based on the transition time from the blocked state to the free state. The method may include assigning a label defining the possibility and learning the lane change timing based on the frames of the image and labels included in the frames.

Description

카메라 기반의 차선 변경 가능 시점을 학습하는 방법 및 시스템, 그리고 차선 변경 가능 시점을 예측하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR LEARNING LANE CHANGEABLE TIME BASED ON CAMERA AND METHOD AND SYSTEM FOR PREDICTING TIME LANE CHANGEABLE TIME }A method and system for learning when a camera-based lane change is possible, and a method and system for predicting when a lane change is possible

아래의 설명은 카메라 기반의 차선 변경 시점을 학습하는 방법 및 시스템, 그리고 차선 변경 시점을 예측하는 방법 및 시스템을 제공한다.The following description provides a method and system for learning a camera-based lane change time, and a method and system for predicting a lane change time.

차선 변경 보조를 위한 기술들로, BSD(blind spot detection), BLIS(blind spot information system) 등이 존재한다. 그러나 이러한 종래의 기술들은 레이더 센서를 사용하는 장치(또는 시스템)의 경우, 센서 자체의 가격이 고가인데다 해당 장치가 차량의 외각(일례로, 범퍼)에 매립되어 경미한 사고에도 파손되거나 캘리브레이션 정보가 훼손되어 교체 또는 재설치가 요구되는 문제점이 있다. 따라서, 시스템 설치 및 유지 비용이 비싸다는 단점을 가지고 있다. 반면에 카메라 센서는 가격면에서 경쟁 우위를 가지며 제안하는 시스템은 설치된 위치에 대하여 강건한 특성을 가진다. 보다 구체적으로 레이더 센서의 경우, 해당 센서의 물리적인 특성으로 인해 정지한 사물 그리고 매우 근접한 물체에 대한 인식 오차가 커지는 단점이 있다. 또한, 기존의 BLIS는 해당 차로의 점유상태에 따라 차선변경이 불가능한 경우에만 운전자에게 알림을 주는 문제점이 있다.As technologies for lane change assistance, blind spot detection (BSD), blind spot information system (BLIS), and the like exist. However, in these conventional technologies, in the case of a device (or system) using a radar sensor, the sensor itself is expensive, and the device is buried in the exterior (eg, bumper) of the vehicle, so that it is damaged even in a minor accident or the calibration information is damaged. There is a problem in that replacement or reinstallation is required. Therefore, it has a disadvantage that the system installation and maintenance cost is high. On the other hand, the camera sensor has a competitive advantage in terms of price, and the proposed system has robust characteristics with respect to the installed location. More specifically, in the case of a radar sensor, there is a disadvantage in that a recognition error for a stationary object and a very close object increases due to the physical characteristics of the corresponding sensor. In addition, the existing BLIS has a problem of notifying the driver only when it is impossible to change a lane depending on the occupancy state of the corresponding lane.

차량의 사이드미러로 관측된 측-후방 영역과 유사한 시점을 얻을 수 있도록 설치된 카메라로부터 영상을 입력받아 차선 변경 가능 시점에 대한 정보(일례로, 3초전, 2초전, 1초전, 가능, 불가능)를 예측하여 운전자 또는 자율주행 인공지능에 알림을 줄 수 있는 카메라 기반의 차선 변경 시점 예측/학습 방법 및 시스템을 제공한다.It receives an image from a camera installed to obtain a viewpoint similar to the side-rear area observed with the side mirror of the vehicle and collects information on the time of lane change (for example, 3 seconds ago, 2 seconds ago, 1 second ago, possible, impossible). It provides a camera-based lane change timing prediction/learning method and system that can predict and notify the driver or autonomous driving AI.

차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력되어 개별 프레임에 제1 라벨 또는 제2 라벨이 할당된 영상을 입력받는 단계 - 상기 제1 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 블록된(BLOCKED) 상태를 나타내는 영상을, 그리고 상기 제2 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 프리한(FREE) 상태를 나타내는 영상을 각각 포함함 -; 상기 블록된 상태에서 상기 프리한 상태로 전환되는 전환시점을 기준으로 초당 프레임 수(Frame Per Second, FPS)에 따라 상기 전환시점 이전의 적어도 하나의 프레임에 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 부여하는 단계; 및 상기 영상의 프레임들과 프레임들이 포함하는 라벨에 기초하여 차선 변경 시점을 학습하는 단계를 포함하는 차선 변경 시점 학습 방법을 제공한다.Step of receiving an image to which the first label or the second label is assigned to each frame input through the camera in relation to the side-rear area of the vehicle - The image to which the first label is assigned is blocked from changing lanes an image indicating the state, and the image to which the second label is assigned includes an image indicating a state in which lane change is free; Lane changes after n seconds (where n is a natural number) in at least one frame before the transition time according to the number of frames per second (FPS) based on the transition time from the blocked state to the free state assigning a label defining that this is possible; and learning the lane change timing based on the frames of the image and labels included in the frames.

차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력된 영상을 분석하여 차선 변경과 관련된 현재 상태를 결정하는 단계; 및 상기 현재 상태로서 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능한 상태 및 차선 변경이 프리한(FREE) 상태에 대해 서로 다른 방식의 알림을 제공하는 단계를 포함하는 차선 변경 시점 예측 방법을 제공한다.determining a current state related to a lane change by analyzing an image input through a camera in relation to a side-rear area of the vehicle; and providing different types of notifications for a state in which a lane change is possible and a state in which a lane change is free after n seconds (where n is a natural number) as the current state. do.

컴퓨터와 결합되어 상기 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.Provided is a computer program stored in a computer-readable recording medium in combination with a computer to execute the method on the computer.

상기 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 제공한다.There is provided a computer-readable recording medium in which a program for executing the method in a computer is recorded.

컴퓨터 장치에 있어서, 컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 실행하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력되어 개별 프레임에 제1 라벨 또는 제2 라벨이 할당된 영상을 입력받고 - 상기 제1 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 블록된(BLOCKED) 상태를 나타내는 영상을, 그리고 상기 제2 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 프리한(FREE) 상태를 나타내는 영상을 각각 포함함 -, 상기 블록된 상태에서 상기 프리한 상태로 전환되는 전환시점을 기준으로 초당 프레임 수(Frame Per Second, FPS)에 따라 상기 전환시점 이전의 적어도 하나의 프레임에 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 부여하고, 상기 영상의 프레임들과 프레임들이 포함하는 라벨에 기초하여 차선 변경 시점을 학습하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 장치를 제공한다.A computer device comprising: at least one processor embodied to execute computer-readable instructions, by the at least one processor being inputted through a camera in relation to a side-rear area of a vehicle to receive a first message in a separate frame An image to which a label or a second label is assigned is received - the image to which the first label is assigned is an image indicating a state in which lane change is blocked (BLOCKED), and the image to which the second label is assigned is free of lane change Each includes an image indicating a free state - at least one before the transition time according to the number of frames per second (Frame Per Second, FPS) based on the transition time from the blocked state to the free state A computer device characterized in that a label defining that lane change is possible after n seconds (where n is a natural number) is given to the frame of provides

컴퓨터 장치에 있어서, 컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 실행하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력된 영상을 분석하여 차선 변경과 관련된 현재 상태를 결정하고, 상기 현재 상태로서 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능한 상태 및 차선 변경이 프리한(FREE) 상태에 대해 서로 다른 방식의 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 장치를 제공한다.A computer device comprising: at least one processor implemented to execute computer-readable instructions; A current state related to change is determined, and as the current state, different methods are provided for a state in which a lane change is possible and a state in which a lane change is free (FREE) after n seconds (where n is a natural number) as the current state. A computer device is provided.

차량의 사이드미러로 관측된 측-후방 영역과 유사한 시점을 얻을 수 있도록 설치된 카메라로부터 영상을 입력받아 차선 변경 가능 시점에 대한 정보(일례로, 3초전, 2초전, 1초전, 가능, 불가능)를 예측하여 운전자 또는 자율주행 인공지능에 알림을 줄 수 있다.It receives an image from a camera installed to obtain a viewpoint similar to the side-rear area observed with the side mirror of the vehicle and collects information on the time of lane change (for example, 3 seconds ago, 2 seconds ago, 1 second ago, possible, impossible). It can predict and alert the driver or autonomous driving AI.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 주석이 달린 이미지들의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 CAM의 주의 결과를 본 발명의 일실시예에 따른 방법의 주의 결과와 비교한 예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 방법의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 장치의 예를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차선 변경 시점 학습 방법의 예를 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차선 변경 시점 예측 방법의 예를 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 라벨을 부여하는 예를 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating an example of annotated images according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of comparing the attention result of the CAM with the attention result of the method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of an integration method according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating an example of a computer device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an example of a method for learning a lane change time point according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an example of a method for predicting a lane change time point according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating an example of assigning a label according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 차선 변경 시점 학습 방법은 이후 설명될 적어도 하나의 컴퓨터 장치에 의해 수행될 수 있다. 이때, 컴퓨터 장치에는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 프로그램이 설치 및 구동될 수 있고, 컴퓨터 장치는 구동된 컴퓨터 프로그램의 제어에 따라 본 발명의 실시예들에 따른 차선 변경 시점 학습 방법을 수행할 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 장치와 결합되어 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 컴퓨터 장치에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다.The lane change time learning method according to embodiments of the present invention may be performed by at least one computer device to be described later. In this case, the computer program according to an embodiment of the present invention may be installed and driven in the computer device, and the computer device performs the lane change time learning method according to the embodiments of the present invention under the control of the driven computer program. can The above-described computer program may be stored in a computer-readable recording medium in combination with a computer device to execute the method according to the embodiments of the present invention in the computer device.

본 발명의 실시예들에서는 차량-인지 영상 특징들(vehicle-aware image features) 및 소수 학습에 의한 분류(few-shot classification)를 추출하여 극심한 데이터 불균형 이슈를 극복하는 약한 지도(weak supervision)를 이용하는 차선-변경 보조를 위한 시스템을 제안한다. 자율주행차(self-driving agents) 및 인간 운전자들을 위해서, 제안하는 시스템은 측-후방 공간을 모니터링하고 차선 변경이 가능한 시점을 예상할 수 있다. 약한 지도 학습(weakly supervised learning) 및 주의 맵(attention map)을 사용함으로써, 시스템은 자기-차량(ego-vehicle) 뒤에서 움직이는 물체들의 새로운 영상 특징들을 추출할 수 있다. 이진 레이블들을 양자화된 시간 슬롯들로 변환하는 것 외에, 수동으로 이진 레이블들(FREE 또는 BLOCKED)이 부여된 측-후방 시점 영상 데이터셋이 재사용될 수 있다. 소수 학습에 의한 분류(few-shot classification) 방식을 사용함으로써, 목표 차선 상태를 간접적으로 예상하고 다양한 도로 시나리오들에 빠르게 적응할 수 있으며, 제안하는 시스템은 차선을 변경하고자 하는 자기-차량 주변의 공간적 및 시간적 속성들을 인식할 수 있다.In embodiments of the present invention, weak supervision is used to overcome severe data imbalance issues by extracting vehicle-aware image features and few-shot classification. We propose a system for lane-changing assistance. For self-driving agents and human drivers, the proposed system can monitor the side-to-rear space and predict when a lane change is possible. By using weakly supervised learning and attention maps, the system can extract new image features of objects moving behind the ego-vehicle. In addition to converting binary labels into quantized time slots, a side-back view image dataset to which binary labels (FREE or BLOCKED) are manually assigned can be reused. By using the few-shot classification method, it is possible to indirectly predict the target lane state and quickly adapt to various road scenarios. temporal properties can be recognized.

1. 도입1. Introduction

안전성과 편리성을 위하여, 차선-변경 결정 보조(lane-change decision aid)는 ADAS(Advanced Driving Assistance System)에서 핵심 기능들 중 하나이다. 따라서, 자동차 회사들은 운전자들에게 측-후방 공간의 잠재적인 충돌들을 알려서 경고하는 사각 지역 탐지 시스템(blind spot detection system)을 장착하려고 노력한다. 인간 운전자들이 공존하는 도로 상에서도 자율주행차가 협력적인 차선-변경을 수행하는 것 또한 요구된다. 내장된 컴퓨터 비전 시스템(computer vision system)은 비용 효율적이기 때문에, 차량 안전 기능 구현에 있어서 더 인기를 얻고 있다.For safety and convenience, lane-change decision aid is one of the key functions in ADAS (Advanced Driving Assistance System). Accordingly, automakers are trying to equip drivers with blind spot detection systems that alert and warn drivers of potential collisions in the side-to-rear space. It is also required for autonomous vehicles to perform cooperative lane-changing even on roads where human drivers coexist. Embedded computer vision systems are becoming more popular for implementing vehicle safety functions because they are cost-effective.

종단간 학습(end-to-end learning) 프레임워크는 차선-변경 결정을 돕기 위하여 영상들의 공간적 속성(spatial attribute)을 분류할 수 있다. 이러한 종단간 학습 프레임워크에서는 측-후방 시점 영상들을 수집하여 자기-차량이 목표 차선으로 움직일 수 있다면 FREE, 그렇지 않으면 BLOCKED이라는 이진 클래스들(또는 레이블들)로 주석을 달 수 있다. 측-후방 시점 영상 데이터셋이 영상 기반의 차선-변경 연구에 귀중한 자산이지만, 이 이진 분류는 다양한 도로 시나리오들, 특히 다른 차량과의 상호 작용이 있는 운전 환경을 해석하는 데에 불충분하다. 차선-변경 행동 전에, 목표 차선 상의 뒤쪽 차량 또는 앞쪽 차량과의 안전 거리가 확보되어야 하며, 안전 거리에 대한 정의는 두 차량 간의 상대적인 속도와 도로 유형(예를 들어, 도심의 도로 vs. 고속 도로)에 따라 변할 수 있다. 그러므로, 도로 상황에 상관없이 차선을 변경하기 위해 남은 시간을 알려줄 수 있는 새로운 시스템이 요구된다.The end-to-end learning framework may classify spatial attributes of images to help determine a lane-change. In this end-to-end learning framework, side-rear view images can be collected and annotated with binary classes (or labels) of FREE if the self-vehicle can move to the target lane, otherwise BLOCKED. Although the side-to-rear viewpoint image dataset is a valuable asset for image-based lane-changing studies, this binary classification is insufficient to interpret various road scenarios, especially driving environments with interactions with other vehicles. Before a lane-changing action, a safe distance from the vehicle in front or behind the vehicle on the target lane must be secured, and the definition of the safe distance is defined by the relative speed between the two vehicles and the type of road (e.g., city road vs. highway). may change according to Therefore, there is a need for a new system that can inform the remaining time to change lanes regardless of road conditions.

최근 지도 학습(supervised learning) 기반의 컴퓨터 비전 알고리즘들의 성공은 대규모 데이터셋을 매우 필요로 하고 있다. 그러나, 특히 지능형 차량(intelligent vehicle) 영역에서의 모든 가능한 시나리오들에서 모든 데이터셋을 수집하고 그들 각각에 주석을 다는 것은 비효율적이다. 이 위치-수준(location-level)의 주석화 태스크에 대한 부담을 감소시키기 위하여, 물체 위치인식(object localization)에 대한 약한 지도 학습 방법(weakly supervised learning methods)이 연구되었다. 흥미롭게도, 약한 지도를 통해 영상 특징을 설계함으로써, 심층 합성곱 신경망(deep convolution neural network)의 내부 메커니즘이 이해될 수 있다. 이러한 약한 지도 학습에 기반하여, 측-후방 공간 상의 주요 목표(primary target)에 초점을 두는 차량-인식 영상 특징 추출 방법(vehicle-aware image feature extraction method)이 제안될 수 있다. 바퀴 및 그릴(grill)과 같이 차량의 일부 식별력 있는 부분 보다는 차량의 전체적인 형태에 초점을 두기 위하여 픽셀 단위 정규화(pixelwise regularization) 및 다중 스케일 집적(multiscale aggregation)에 대해 설명한다.The recent success of supervised learning-based computer vision algorithms requires a large dataset. However, it is inefficient to collect all datasets and annotate each of them in all possible scenarios, especially in the field of intelligent vehicles. In order to reduce the burden on this location-level annotation task, weakly supervised learning methods for object localization have been studied. Interestingly, by designing image features through weak maps, the internal mechanisms of deep convolutional neural networks can be understood. Based on such weak supervised learning, a vehicle-aware image feature extraction method focusing on a primary target on the side-to-rear space may be proposed. Pixelwise regularization and multiscale aggregation are described in order to focus on the overall shape of the vehicle rather than some distinctive parts of the vehicle, such as wheels and grills.

시스템이 장면 상의 공간적 속성들 뿐만 아니라 시간적 속성들(temporal attributes)도 해석할 수 있게 만들기 위하여, 우리는 데이터셋의 이진-클래스 레이블들을 n 개(일례로, 5개)의 클래스 레이블들로 변경하며, 이것들은 안전한 차선-변경을 수행하기 위해 남은 시간을 나타낸다. 이 변경 태스크는 시스템적으로 수행되며, 지루한 수동 주석 작업에 대한 필요성을 완화할 수 있다. 그러나, 변경된 데이터셋은 거대한 클래스-내부 변동(intra-class variation)을 갖는 심각한 데이터 불균형을 갖게 되기 때문에 데이터셋에 단순한 이미지 분류를 적용하는 것을 부적절하다. 대신, 서브세트가 다양한 도로 환경 및 운전 양식들에 대한 대표적인 예시들을 포함하도록 하기 위하여 다양한 도로 유형들 및 운전 시나리오들에 따라 전체적인 데이터셋이 분리되는, 소수 학습에 의한 분류 방식(few-shot classification scheme)이 사용될 수 있다. 결과적으로, 소수 학습에 의한 분류 방식은 제안하는 시스템이 처음 보는 다양한 도로 시나리오들에 빠르게 적응하는 것을 가능하게 할 수 있다.In order for the system to be able to interpret temporal attributes as well as spatial attributes on the scene, we change the binary-class labels of the dataset to n (eg 5) class labels and , these indicate the time remaining to perform a safe lane-change. This change task is done systematically and can alleviate the need for tedious manual annotation work. However, it is inappropriate to apply simple image classification to the dataset because the modified dataset will have severe data imbalance with huge intra-class variation. Instead, a few-shot classification scheme in which the entire dataset is separated according to various road types and driving scenarios so that the subset contains representative examples for various road environments and driving styles. ) can be used. As a result, the classification method by fractional learning can enable the proposed system to quickly adapt to various road scenarios that it sees for the first time.

이하에서는 차선 변경 시기를 예상하는 새로운 차량 컴퓨터 비전 어플리케이션, 약한 지도 학습에 기반하여 주요 목표에 초점을 두는 태스크-지정(task-specific) 영상 특징 및 다양한 도로 환경에서 제안하는 차선-변경 시스템을 적용하기 위하여 소수 학습 문제를 공식화를 설명한다.In the following, we apply a new vehicle computer vision application that predicts the time of lane change, a task-specific image feature focusing on the main target based on weak supervised learning, and the proposed lane-changing system in various road environments. In order to explain the formulation of the prime learning problem.

2. 관련 연구2. Related Studies

자동-운전을 위한 심층 학습. 대규모 도로 데이터셋들은 지능형 차량 및 컴퓨터 비전 연구의 결합을 이끌었다. 이는 탐지(detection), 추적(tracking), 스테레오 매칭(stereo matching), 옵티컬 플로우(optical flow) 및 시맨틱 분할(semantic segmentation)과 같은 인지 알고리즘들(machine perception algorithms)의 진보에 기여해왔다. 최근, 일부 연구들은 컴퓨터 비전 어플리케이션이 지각(perception)에서 제어(control)로 도약하도록 하기 위하여 심층 학습 기술들을 이용했다. 예를 들어, 영상 입력으로부터, 조향 각(steering angle)과 같은 차량 제어 인자를 직접적으로 만드는 종단간 운전 모델이 제안되었으며, 자동-운전 에이전트의 컨트롤러에 대한 구조화된 산출 결과를 생성하거나 다양한 운전 양식을 반영하는 포괄적인 모델을 구현하기 위하여, 자연 그대로(in the wild) 수집된 대규모 비디오 데이터셋을 이용하거나 또는 차선-변경 결정 문제는 목표 차선의 점유 상태를 측정하는 이진 분류로 단순화하는 연구들이 존재한다. 그러나, 차선을 변경하기 위한 시간을 예상하는 기술은 지금까지 개발되지 않았다.Deep Learning for Auto-Driving. Large road datasets have led to the incorporation of intelligent vehicle and computer vision research. It has contributed to advances in machine perception algorithms such as detection, tracking, stereo matching, optical flow and semantic segmentation. Recently, some studies have used deep learning techniques to make computer vision applications leap from perception to control. For example, an end-to-end driving model has been proposed that directly creates vehicle control factors such as steering angle from image input, and generates structured calculation results for the controller of an auto-driving agent or various driving patterns. There are studies that use large-scale video datasets collected in the wild to implement a comprehensive model that reflects or simplify the lane-change decision problem to a binary classification that measures the occupancy status of the target lane. . However, a technique for estimating the time to change lanes has not been developed so far.

약하게 지도된 객체 위치인식(Weakly Supervised Object Localization). 기존의 약하게 지도된 객체 위치인식 방법들은 순차적 방법들(sequential approaches)과 통합된 방법들(integrated approaches)로 분류될 수 있다. 순차적 방법들은 우선 객체가 나타날 수 있는 영역을 제안하고 나서, 분류를 수행할 수 있다. 다중 인스턴스 학습(Multiple Instance Learning, MIL) 방법은 인스턴스 영역의 양성 및 음성 레이블 백(positive and negative labeled bags)을 생성하여 비-볼록 최적화(non-convex optimization)된 양성 레이블 백들 내에서 일부 인스턴스를 선택한다. 약하게 지도된 심층 탐지 네트워크(Weakly Supervised Deep Detection Networks, WSDDN)는 영역 제안을 위해 공간 피라미드 풀링을 사용하고 원소 단위의(elementwise) 곱셈을 통해 인식(recognition)과 탐지(detection) 수치를 결합한다.Weakly Supervised Object Localization. Existing weakly supervised object localization methods can be classified into sequential approaches and integrated approaches. Sequential methods may first suggest a region in which an object may appear, and then perform classification. Multiple Instance Learning (MIL) method generates positive and negative labeled bags of the instance region and selects some instances within non-convex optimization positively labeled bags. do. Weakly Supervised Deep Detection Networks (WSDDN) use spatial pyramid pooling for region proposals and combine recognition and detection figures through elementwise multiplication.

반면에, 통합된 방법들은 학습 과정에서의 부수적인 결과물인 클래스 단위의 중요도 맵(saliency maps)을 통하여 객체 분류와 위치인식을 동시에 수행한다. 클래스 활성화 매핑(Class Activation Mapping, CAM) 알고리즘은 클래스-지정 활성화(class-specific activations)에 관한 특징 맵들의 적응적 가중치(adaptive weights)를 습득하도록, 분류 태스크를 위한 완전 연결 계층들(fully connected layers)을 글로벌 평균 풀링 계층(global average pooling layer)으로 대체한다. 아주 작은(fine-grained) 주의 영역(attention region)을 얻기 위하여, 유도된 역전파 수치(backpropagation scores)가 가중된 특징 맵에 곱해질 수 있다. 그러나, 이러한 알고리즘들은 영상 분류를 위해 크로스 엔트로피(cross entropy)에 기반하여 중요도 맵을 만들어 내기 때문에, 활성화 결과는 전체적인 객체보다는 일부 식별력 있는 부분을 크게 다룬다. 이 문제를 해결하기 위하여, Hide-and-Seek 알고리즘은 에러 탄력성 모델(error resilience model)을 학습하기 위하여 의도적으로 영상의 일부분을 가리도록 구현되었다. 적대적 삭제 기술(adversarial erasing technique)은 가장 식별력 있는 부분들을 반복적으로 삭제하여 네트워크가 객체의 완전한 본체를 이해하도록 제안되었다. 본 발명의 실시예들에서는 부분들을 조각내지 않은 채 전체적인 객체 영역을 다루는 주의 맵(attention map)을 유도하기 위하여 픽셀 단위 주의 정규화(per-pixel attention regularization) 및 다중 스케일 추론(multiscale inference)을 제안한다.On the other hand, the integrated methods simultaneously perform object classification and location recognition through class-level saliency maps, which are incidental results in the learning process. The Class Activation Mapping (CAM) algorithm uses fully connected layers for the classification task to learn adaptive weights of feature maps with respect to class-specific activations. ) with a global average pooling layer. To obtain a fine-grained attention region, the derived backpropagation scores can be multiplied by the weighted feature map. However, since these algorithms create an importance map based on cross entropy for image classification, the activation result deals with some distinctive parts rather than the whole object. To solve this problem, the Hide-and-Seek algorithm was implemented to intentionally hide a part of the image in order to learn an error resilience model. An adversarial erasing technique has been proposed so that the network understands the complete body of an object by iteratively erasing the most identifiable parts. In embodiments of the present invention, per-pixel attention regularization and multiscale inference are proposed to derive an attention map covering the entire object region without fragmenting parts. .

소수 학습에 의한 분류를 위한 메타-학습. 메타-학습은 적은 수의 예시를 가지고 새로운 태스크에 빠르게 적응할 수 있는 인간의 지능을 닮아가는 것에 목표를 둔다. 컴퓨터 비전에서, 소수 학습에 의한 분류(few-shot classification)는 부족한 데이터가 자연 그대로의 다양화된 시각적 특징들을 포함하기에는 불충분하기 때문에 어려운 태스크이다. 불균형한 학습 데이터를 다루기 위하여, 모델 회귀 네트워크(model regression network)는 작은 샘플 모델에서 큰 샘플 모델로의 분류기 변환을 학습하도록 제안되었다. 모델에 무관한 메타-학습(Model-agnostic meta-learning)에서는 모든 부수적 태스크들에 걸친 파라미터들을 받아들이는 목적 함수(objective function)가 정의되었다. 경사-기반 최적화(gradient-based optimization)를 통해, 파라미터들은 새로운 태스크의 손실에 의하여 민감하게 갱신도 모델의 빠른 적응을 유발한다. 언레이블(unlabeled) 데이터로 모델을 학습하는 메커니즘도 존재한다. 반면에, 비-모수(non-parametric) 접근법은 거리 단위로 각 클래스에 대한 대표 값을 생성하는 임베딩 함수를 학습시키는 것이다. 대부분의 운전자들이 자연스럽게 그들의 이전 운전 경험에 기반하여 새로운 도로 환경에 반응하므로 본 발명의 실시예들에서는 비-모수 접근법을 따른다.Meta-learning for classification by fractional learning. Meta-learning aims to mimic human intelligence, which can quickly adapt to new tasks with a small number of examples. In computer vision, few-shot classification is a difficult task because the scarce data is insufficient to include pristine diversified visual features. In order to deal with unbalanced training data, a model regression network has been proposed to learn the classifier transformation from a small-sample model to a large-sample model. In model-agnostic meta-learning, an objective function is defined that accepts parameters across all ancillary tasks. Through gradient-based optimization, the parameters cause rapid adaptation of the updateability model sensitively to the loss of new tasks. Mechanisms exist for training models with unlabeled data. On the other hand, a non-parametric approach is to train an embedding function that produces a representative value for each class in units of distance. Embodiments of the present invention follow a non-parametric approach as most drivers naturally react to new road environments based on their previous driving experiences.

3. 데이터셋3. Dataset

앞서, 각 측-후방 시점 영상에, 장면의 공간적 속성에 따라 목표 차선이 자유로운지(FREE) 또는 막혀 있는지(BLOCKED)를 말해주는 이진 레이블이 할당될 수 있음을 설명하였다. 일실시예에 따른 시스템이 부가적으로 장면의 시간적 정보를 활용하여 최종적으로는 매우 짧은 시간 안에 목표 차선이 차선-변경을 위해 자유로워지는 시점을 예상하도록 하기 위하여 데이터셋을 변경할 수 있다. 예를 들어, 이전에 레이블 BLOCKED가 할당된 영상들을 1s, 2s, 3s, BLOCKED 중의 하나의 레이블로 다시 매핑할 수 있다. 여기서, ns는 목표 차선이 현재 막혀 있지만 약 n 초 이내에 자유로워질 것이라는 것을 나타낼 수 있다. 한편, 이전의 레이블 FREE가 할당된 모든 영상들은 그대로 남을 수 있다. 비싸고 시간-소모적인 수동 주석 작업을 피하기 위해서, 일련의 원본 데이터셋을 활용하는 시스템적인 방법이 활용될 수 있다. 더 자세하게, 한 묶음의 측-후방 시점 장면들이 주어지면, BLOCKED 상태에서 FREE 상태로 된 프레임들의 최소 수가 카운트될 수 있고, 묶음의 초 당 프레임 수에 따라서 프레임 카운트가 초로 변환될 수 있다. 새로운 레이블을 할당할 때, 양자화 에러를 완화시키기 위하여 ±1 프레임이 용인될 수 있다.Previously, it was explained that a binary label indicating whether the target lane is free (FREE) or blocked (BLOCKED) may be assigned to each side-rear view image according to the spatial properties of the scene. The system according to an embodiment may additionally change the dataset so as to predict when the target lane becomes free for lane-changing within a very short time by using temporal information of the scene. For example, images to which the label BLOCKED has been previously assigned may be remapped to one of 1s, 2s, 3s, and BLOCKED labels. Here, ns may indicate that the target lane is currently blocked but will be freed within about n seconds. Meanwhile, all images to which the previous label FREE is assigned may remain as they are. In order to avoid expensive and time-consuming manual annotation work, a systematic method utilizing a set of raw data sets can be utilized. More specifically, given a bundle of side-back view scenes, the minimum number of frames from the BLOCKED state to the FREE state may be counted, and the frame count may be converted into seconds according to the number of frames per second of the bundle. When allocating a new label, ±1 frame can be tolerated to mitigate the quantization error.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 주석이 달린 이미지들의 예를 도시한 도면이다. 도 1에서 첫 번째 행의 이미지들은 자기-차량이 목표 차선에서 다른 차량을 추월하는 순서를 보여준다. 두 번째 행의 이미지들은 반대 경우의 순서를 보여준다. 또한, 도 1의 데이터셋의 이미지들은 주거 지역(첫 번째 행의 이미지들)과 고속도로(두 번째 행의 이미지들)을 포함하는 다양한 장소로부터 얻어짐을 나타내고 있다.1 is a diagram illustrating an example of annotated images according to an embodiment of the present invention. The images in the first row in FIG. 1 show the order in which the self-vehicle overtakes another vehicle in the target lane. The images in the second row show the reverse order. Also, it is shown that the images of the dataset of Fig. 1 are obtained from various places including residential areas (images in the first row) and highways (images in the second row).

아래 표 1은 일실시예에 따라 변환된 데이터셋의 전체적인 통계의 예를 나타내고 있다.Table 1 below shows an example of overall statistics of a data set converted according to an embodiment.

기존 레이블existing label 변환된 레이블converted label 비율(proportions)proportions FREEFREE FREEFREE 55.41%55.41% BLOCKEDBLOCKED FREE in 1sFREE in 1s 1.17%1.17% FREE in 2sFREE in 2s 1.04%1.04% FREE in 3sFREE in 3s 0.47%0.47% BLOCKEDBLOCKED 41.91%41.91%

표 1은 측-후방 시점 장면들에 FREE 레이블과 BLOCKED 레이블을 할당하는 경우의 데이터 분배의 예와, 본 발명의 일실시예에 따라 -후방 시점 장면들에 FREE 레이블, FREE in 1s 레이블, FREE in 2s 레이블, FREE in 3s 레이블 및 BLOCKED 레이블을 할당하는 경우의 데이터 분배의 예를 나타내고 있다. 예를 들어, 도 1의 이미지들은 이러한 변환된 레이블이 할당된 예를 나타내고 있다.차선 변경과 관련하여 총 109,416 영상들을 포함하여 기 구축된 데이터셋이 존재한다. 그러나, 이러한 데이터셋은 심층 학습을 위해 적절한 학습 데이터가 되기 위한 두 가지 문제점을 갖는다. 첫 번째, 동일 클래스 내의 영상들은 큰 변동(variation)을 보인다. 예를 들어, 도 1의 4 번째 열은 같은 1s 클래스(레이블) 내의 두 가지 영상들이고, 여기서 목표 차선 상의 차량 위치는 매우 다르다. 이은 데이터셋이 영상들은 다양한 유형의 도로(도심의 도로 vs. 고속도로)에서 얻어지며, 자기-차량은 다른 차량들을 추월하거나 그 반대로 추월 당하는 것과 같은 다양한 도로 구조 및 차선-변경 시나리오를 다루기 때문이다. 한다. 두 번째, 리레이블링(relabeling) 결과는 표 1에 나타난 바와 같이 5개의 클래스 전반에 걸쳐 심한 불균형을 나타낸다. 표 1에서 1s, 2s 및 3s 클래스들이 데이터셋의 오직 3%만 차지하는 반면, FREE와 BLOCKED 클래스들은 전체적인 데이터셋에서 압도적으로 수가 많다.Table 1 shows an example of data distribution in the case of allocating a FREE label and a BLOCKED label to side-rear view scenes, and a FREE label, FREE in 1s label, FREE in -rear view scenes according to an embodiment of the present invention An example of data distribution in the case of assigning a 2s label, a FREE in 3s label, and a BLOCKED label is shown. For example, the images of FIG. 1 show an example in which such a converted label is assigned. In relation to a lane change, a pre-established dataset including a total of 109,416 images exists. However, this dataset has two problems to become suitable training data for deep learning. First, images within the same class show large variation. For example, the fourth column of FIG. 1 is two images in the same 1s class (label), where the vehicle position on the target lane is very different. This dataset is because images are obtained from different types of roads (urban roads vs. highways), and covers different road structures and lane-changing scenarios, such as self-vehicle overtaking other vehicles and vice versa. do. Second, the relabeling result shows a severe imbalance across the five classes, as shown in Table 1. In Table 1, classes 1s, 2s, and 3s occupy only 3% of the dataset, whereas the FREE and BLOCKED classes overwhelmingly outnumber the entire dataset.

4. 방법론4. Methodology

이하에서는 측-후방 공간 상의 주요 목표(primary target)에 초점을 두는 새로운 영상 특징 추출 방법을 설명한다. 그 후, 본 발명의 실시예들에 따른 시스템 내에서 어떻게 소수 학습에 의한 분류가 차선-변경 결정을 가능하게 하는지 설명한다.Hereinafter, a new image feature extraction method focusing on a primary target in the lateral-posterior space will be described. Then, how classification by fractional learning enables lane-change decision in a system according to embodiments of the present invention is described.

4.1 약한 지도를 통한 학습 특징(Leaning Features via Weak Supervision)4.1 Learning Features via Weak Supervision

사전-학습된 특징들은 다양한 영상 인식 태스크에서 폭 넓게 사용되어 왔다. 본 발명의 실시예들에서는 태스크에 대한 더 신뢰할 수 있는 결과들을 위하여, 도로 상에서 움직일 수 있는 객체들을 다루는 새로운 영상 특징들을 학습할 수 있다. 주의 메커니즘(attention mechanism)을 이용하는 것은 태스크와 관련이 없는 특징들의 효과를 억누르면서 빠르게 움직이는 객체들과 관련된 영상 특징들을 지각하는 것을 향상시킬 수 있다. 이러한 태스크-지정(task-specific) 특징들을 얻기 위하여, 특정 클래스의 중요도 맵(saliency map)을 사용하는 주의 메커니즘과 함께 약한 지도 학습이 이용될 수 있다. 또한, 제안된 시스템이 차량 어플리케이션으로서 안전성 및 신뢰성을 달성하도록 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 내부를 이해할 필요성이 있다.Pre-trained features have been widely used in various image recognition tasks. In embodiments of the present invention, new image features for handling movable objects on the road may be learned for more reliable results on a task. Using an attention mechanism can improve perception of image features associated with fast-moving objects while suppressing the effects of features that are not task-relevant. To obtain these task-specific characteristics, weak supervised learning can be used with an attention mechanism that uses a saliency map of a specific class. In addition, there is a need to understand the inside of the Convolutional Neural Network (CNN) so that the proposed system achieves safety and reliability as a vehicle application.

4.1.1 클래스 활성화 매핑(Class Activation Mapping)4.1.1 Class Activation Mapping

영상 분류를 위한 CNN 아키텍처는 대부분 특징 추출을 위한 합성곱 계층들 및 분류 태스크를 위한 그 뒤의 선형 계층들로 구성된다. 합성곱 계층들의 출력을 변형(reshaping)하는 과정에서 영상 특징들의 공간적 정보를 읽는 것이 요구될 수 있다. 클래스 활성화 매핑(Class Activation Mapping, CAM) 알고리즘의 주된 아이디어는 각 활성화 유닛이 개별적인 영상 특징을 인코딩한다는 것이며, 따라서 활성화 유닛들은 클래스를 예상하기 위하여 각각 다른 중요도를 가져온다. 특히, CAM은 마지막 합성곱 계층에 대하여 글로벌 평균 풀링(global average pooling)을 수행하며 활성화 유닛들 전반에 걸쳐 특징 맵들의 적응적 가중치를 계산할 수 있다.The CNN architecture for image classification is mostly composed of convolutional layers for feature extraction and linear layers followed by classification tasks. In the process of reshaping the output of convolutional layers, it may be required to read spatial information of image features. The main idea of the Class Activation Mapping (CAM) algorithm is that each activation unit encodes an individual image feature, and thus the activation units bring different importance to predict the class. In particular, the CAM may perform global average pooling on the last convolutional layer and compute adaptive weights of feature maps across activation units.

수식적으로, 학습하는 동안 CAM 알고리즘은 아래 수학식 1과 같이 각 클래스에 대한 가중치

Figure 112021037809543-pat00001
를 내재적으로(implicitly) 학습하여 클래스가 지정된 중요도 맵
Figure 112021037809543-pat00002
을 얻을 수 있다.Formulately, during learning, the CAM algorithm calculates a weight for each class as shown in Equation 1 below.
Figure 112021037809543-pat00001
A classed importance map by implicitly learning
Figure 112021037809543-pat00002
can get

Figure 112021037809543-pat00003
Figure 112021037809543-pat00003

여기서

Figure 112021037809543-pat00004
는 예를 들어, 소프트맥스(softmax)와 같은 활성화 함수(activation function)를 나타낼 수 있고,
Figure 112021037809543-pat00005
는 마지막 합성곱 계층에서 k 번째 활성화 유닛을 나타낼 수 있다. 달리 말하면, 클래스가 지정된 가중치
Figure 112021037809543-pat00006
와 특징 맵
Figure 112021037809543-pat00007
의 선형 조합은 분류를 위해 지역적으로 의미 있는 영역을 강조하는 픽셀 단위의 중요도 맵
Figure 112021037809543-pat00008
가 될 수 있다. 그러므로,
Figure 112021037809543-pat00009
는 클래스
Figure 112021037809543-pat00010
가 될 가능성이므로 CAM은 클래스의 예상을 위해 이 수치를 이용할 수 있다.here
Figure 112021037809543-pat00004
may represent, for example, an activation function such as softmax,
Figure 112021037809543-pat00005
may represent the k -th activation unit in the last convolutional layer. In other words, class-assigned weights
Figure 112021037809543-pat00006
and feature map
Figure 112021037809543-pat00007
A linear combination of the pixel-by-pixel importance maps highlighting regions that are regionally significant for classification
Figure 112021037809543-pat00008
can be therefore,
Figure 112021037809543-pat00009
is the class
Figure 112021037809543-pat00010
, so the CAM can use this figure for class prediction.

4.1.2 픽셀 단위 정규화(Pixelwise Regularization)4.1.2 Pixelwise Regularization

본 발명의 일실시예에서는 도로 상에 움직일 수 있는 객체에 초점을 두는 주의 마스크(attention mask)로서 차량-관련 클래스들에 대한 중요도 맵을 사용할 수 있다. CAM이 클래스와 관련 있는 전체적인 주의를 최대화하는 예상을 하기 위하여 크로스 엔트로피 손실을 이용하기 때문에, 객체의 가장 식별력 있는 부분들만을 강조하려는 경향이 있다. 이 문제를 공략하기 위하여, 본 실시예에서는 CAM에 픽셀 단위 정규화를 적용하고 모든 클래스들에 공통적인 지역적 특성의 효과를 최소화할 수 있다. 결과적으로, 각 클래스에 대해, 본 실시예에 따른 정규화 방법은 관련 없는 영역들을 억누르면서 클래스에 대응하는 영역들이 강조되도록 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the importance map for vehicle-related classes may be used as an attention mask to focus on a movable object on the road. Because CAM uses cross-entropy loss to make predictions that maximize the overall attention associated with a class, it tends to emphasize only the most distinctive parts of an object. In order to tackle this problem, in this embodiment, pixel-wise normalization is applied to the CAM and the effect of a local characteristic common to all classes can be minimized. As a result, for each class, the normalization method according to the present embodiment can make regions corresponding to the class emphasized while suppressing irrelevant regions.

본 실시예에서는 확장된 실측 자료(정답)인

Figure 112021037809543-pat00011
의 집합으로 중요도 맵
Figure 112021037809543-pat00012
의 집합에 대한 평균적인 이진 크로스 엔트로피 손실을 계산할 수 있다. 여기서
Figure 112021037809543-pat00013
는 클래스의 총 개수를 나타낸다. 다른 정보(예를 들어, 이진 분할 맵(binary segmentation map))가 이용 가능하다면, 클래스들과 관련 있는 모양 정보(shape information)를 만들기 위하여 픽셀 단위의 실측 자료 맵(정답 맵)이 정의될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 확장된 실측 자료를 이진 행렬로 간단히 설계할 수 있다. 예를 들어, 모든
Figure 112021037809543-pat00014
에 대하여
Figure 112021037809543-pat00015
이고, 여기서
Figure 112021037809543-pat00016
Figure 112021037809543-pat00017
는 각각 영상의 폭(width)과 높이(height)를 나타낼 수 있다. 이때, 픽셀 단위의 회귀 손실(pixelwise regression loss)은 다음 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.In this embodiment, the expanded actual data (correct answer)
Figure 112021037809543-pat00011
Importance map as a set of
Figure 112021037809543-pat00012
We can compute the average binary cross-entropy loss for a set of . here
Figure 112021037809543-pat00013
represents the total number of classes. If other information (eg, binary segmentation map) is available, a pixel-level ground truth map (correct answer map) can be defined to produce shape information related to classes. . However, in this embodiment, the extended actual data can be simply designed as a binary matrix. For example, all
Figure 112021037809543-pat00014
about
Figure 112021037809543-pat00015
and where
Figure 112021037809543-pat00016
Wow
Figure 112021037809543-pat00017
may represent the width and height of the image, respectively. In this case, the pixelwise regression loss may be defined as in Equation 2 below.

Figure 112021037809543-pat00018
Figure 112021037809543-pat00018

마지막으로, 주의 모델(attention model)은 아래 수학식 3과 같이 손실들에 대한 선형 조합을 학습할 수 있다:Finally, the attention model can learn a linear combination of losses as shown in Equation 3 below:

Figure 112021037809543-pat00019
Figure 112021037809543-pat00019

여기서,

Figure 112021037809543-pat00020
는 분류를 위한 크로스 엔트로피 손실일 수 있으며,
Figure 112021037809543-pat00021
는 초매개변수(hyperparameter)일 수 있다. 이진 분류기로서 주의 엔진(attention engine)을 학습시키면서, 차량-유사 객체(양성 샘플) 및 그 외의 것(음성 샘플)과 관련된 서브세트가 활용될 수 있다. 데이터 샘플링에 대해서는 이후 더욱 자세히 설명한다.here,
Figure 112021037809543-pat00020
may be the cross-entropy loss for classification,
Figure 112021037809543-pat00021
may be a hyperparameter. Subsets related to vehicle-like objects (positive samples) and others (negative samples) can be utilized while training the attention engine as a binary classifier. Data sampling will be described in more detail later.

4.1.3 다중 스케일 집적(Multiscale Aggregation)4.1.3 Multiscale Aggregation

활용하고자 하는 데이터셋이 대부분 객체-중심의 영상들로 구성되기 때문에, 이로부터 크기-불변의 특징들을 학습하는 것은 어렵다. 그러나, 움직이는 객체들은 특히 측-후방 시점 도로 장면 상에서는 다양한 크기로 흔히 나타난다. 따라서, 객체 크기와 관계없이 중요도 맵을 얻을 수 있는 다중 스케일 집적 방법이 이용될 수 있다. 제안하는 집적 방법은 수학식 3에 의해 학습된 모델을 다시 사용할 수 있으며, 추론 단계에서 동작할 수 있다. 따라서, 부가적인 학습이 요구되지 않는다.Since the dataset to be utilized is mostly composed of object-oriented images, it is difficult to learn size-invariant features from it. However, moving objects often appear in various sizes, especially on side-rear view road scenes. Therefore, a multi-scale integration method capable of obtaining an importance map regardless of object size can be used. The proposed integration method can reuse the model learned by Equation 3 and can operate in the reasoning step. Therefore, no additional learning is required.

시스템은 하나의 입력 영상에 대하여 다양한 크기를 갖는 영상 피라미드를 생성할 수 있다. 이때, 초기의 입력 영상을 이후 "앵커 영상(anchor image)"이라고 명명하여 크기 조정된 영상(resized image)과 구분할 수 있다. 시스템은 크기 조정된 영상들의 세트를 모델로 반복적으로 입력시켜서 다중 스케일의 중요도 맵들을 얻을 수 있다. 입력에 대한 다양한 크기를 받아들이기 위하여, 마지막 합성곱 계층의 최상단에 글로벌 평균 풀링 연산의 크기를 조정함으로써 모델에 대한 최소 변형이 적용될 수 있다. m 번째 피라미드 입력 영상에 대해, 주의 엔진은 car 클래스에 대한 중요도 맵을 나타내는

Figure 112021037809543-pat00022
을 생성할 수 있다. 이 이후부터, 명료함을 위하여
Figure 112021037809543-pat00023
의 표기법을
Figure 112021037809543-pat00024
으로 대체한다.
Figure 112021037809543-pat00025
을 영상의 사이즈를 앵커 영상의 사이즈로 바꾸게 하는 변환(예를 들어, 이중 선형 보간법(bilinear interpoliation))이라고 하자. 이때 다중 스케일의 주의 맵
Figure 112021037809543-pat00026
을 얻기 위하여 다음 수학식 4와 같이 모든 스케일에 대해 중요도 맵들이 적응적으로 통합될 수 있다.The system may generate image pyramids having various sizes for one input image. In this case, the initial input image may be later referred to as an "anchor image" to distinguish it from a resized image. The system can iteratively input a set of scaled images into the model to obtain multi-scale importance maps. In order to accommodate different sizes for the input, a minimal transformation to the model can be applied by scaling the global average pooling operation on top of the last convolutional layer. For the mth pyramidal input image, the attention engine generates an importance map for the car class.
Figure 112021037809543-pat00022
can create From this point on, for clarity
Figure 112021037809543-pat00023
notation of
Figure 112021037809543-pat00024
be replaced with
Figure 112021037809543-pat00025
Let be a transformation (eg, bilinear interpolation) that changes the size of the image to the size of the anchor image. In this case, the multi-scale attention map
Figure 112021037809543-pat00026
In order to obtain , the importance maps can be adaptively integrated for all scales as shown in Equation 4 below.

Figure 112021037809543-pat00027
Figure 112021037809543-pat00027

여기서,

Figure 112021037809543-pat00028
m 번째 크기 변경된(scaled) 입력에 대한 예상 수치를 나타내고,
Figure 112021037809543-pat00029
은 다양한 크기 변경된 입력들에 대한 예상 수치들 중에서 소프트맥스(softmax)가 계산한 각 크기의 상대적인 중요도를 결정할 수 있다.here,
Figure 112021037809543-pat00028
represents the expected value for the m -th scaled input,
Figure 112021037809543-pat00029
may determine the relative importance of each size calculated by softmax among expected values for various size-changed inputs.

도 2는 CAM의 주의 결과를 본 발명의 일실시예에 따른 방법의 주의 결과와 비교한 예를 도시하고 있다. 도 2에서 PR(Pixelwise Regularization)과 MA(Multiscale Aggregation)는 앞서 설명한 바 있으며, 제안된 방법이 영상에서 전체 차량 모양을 인식하는 것을 향상시킬 수 있음을 나타내고 있다. 이처럼, 본 실시예에 따른 픽셀 단위 정규화 및 다중 스케일 집적 접근법은 부가적인 학습 절차 없이 CNN의 제한된 인지 영역을 확장시킬 수 있다.2 shows an example of comparing the attention result of the CAM with the attention result of the method according to an embodiment of the present invention. Pixelwise regularization (PR) and multiscale aggregation (MA) have been described above in FIG. 2 , and it is shown that the proposed method can improve recognition of the entire vehicle shape in an image. As such, the pixel-by-pixel normalization and multi-scale integration approach according to the present embodiment can extend the limited cognitive area of the CNN without an additional learning procedure.

4.2 차선-변경을 위한 소수학습에 의한 분류(Few-Shot Classification for Lane-Change)4.2 Few-Shot Classification for Lane-Change

심각한 데이터 불균형 문제를 극복하기 위하여, 데이터셋에 소수 학습이 적용될 수 있다. 인간들이 그들의 경험에 기반하여 다양한 운전 시나리오에 행동 양식을 적응시킬 수 있다는 점에서, 시스템에 비-모수 알고리즘인 프로토타입 네트워크를 채택할 수 있다.To overcome the serious data imbalance problem, prime learning can be applied to the dataset. In the sense that humans can adapt their behavior patterns to various driving scenarios based on their experiences, the system can adopt a non-parametric algorithm, a prototype network.

4.2.1 프로토타입 네트워크4.2.1 Prototype Network

여기서는 완전성을 위하여 프로토타입 네트워크를 간략히 검토한다. 세트 클래스

Figure 112021037809543-pat00030
에 대해
Figure 112021037809543-pat00031
개의 레이블링된(labeled) 예시들을 포함하는 지원 세트(support set)인
Figure 112021037809543-pat00032
를 갖는다고 가정하자. 여기서,
Figure 112021037809543-pat00033
은 데이터 지점(data point)이고,
Figure 112021037809543-pat00034
는 대응하는 정답 레이블(ground truth label)을 나타낼 수 있다. 프로토타입 네트워크는 각 클래스에 대해 프로토타입(prototype)인
Figure 112021037809543-pat00035
를 표현하기 위하여 임베딩 함수(embedding function)
Figure 112021037809543-pat00036
를 학습할 수 있다. 여기서
Figure 112021037809543-pat00037
는 학습 변수(learnable parameters)를 의미할 수 있다. 임베딩 공간(embedding space) 내 거리 단위
Figure 112021037809543-pat00038
로, 프로토타입 네트워크는 소프트맥스(softmax)를 사용하여 클래스들 상의 분포를 도출할 수 있으며, 쿼리
Figure 112021037809543-pat00039
에 대한 레이블을 다음 수학식 5와 같이 예상할 수 있다.For completeness sake, the prototype network is briefly reviewed here. set class
Figure 112021037809543-pat00030
About
Figure 112021037809543-pat00031
A support set comprising of labeled examples
Figure 112021037809543-pat00032
Suppose we have here,
Figure 112021037809543-pat00033
is a data point,
Figure 112021037809543-pat00034
may represent a corresponding ground truth label. The prototype network is a prototype for each class.
Figure 112021037809543-pat00035
embedding function to express
Figure 112021037809543-pat00036
can learn here
Figure 112021037809543-pat00037
may mean learning parameters. Unit of distance in embedding space
Figure 112021037809543-pat00038
Thus, the prototype network can derive the distribution over the classes using softmax, and query
Figure 112021037809543-pat00039
A label for can be predicted as in Equation 5 below.

Figure 112021037809543-pat00040
Figure 112021037809543-pat00040

4.2.2 차선-변경을 위한 특징 임베딩(Feature Embedding for Lane-Change)4.2.2 Feature Embedding for Lane-Change

본 실시예에서는 사전-계산된 영상 특징들을 사용하는 곳을 고정된 특징 공간이라고 가정한다. 장면 상의 시간적 속성을 고려하기 위하여, 1초 간격으로 계산된 영상 특징이 연결될 수 있으며, 연결된 특징의 주석은 마지막 시간 슬롯의 주석에서 복사될 수 있다. 이때, 영상 특징들은 주의(attention)와 통합될 수 있다. 이는 연결 후 통합(fuse after concatenation, FAC) 또는 통합 후 연결(concatenate after fusion, CAF)이 될 수 있다. FAC를 사용하여, 주의 결과들은 확장된 특징 맵에 글로벌하게 적용되는 반면, CAF는 각 특징 맵의 개별적인 주의 영역을 연결시킬 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 방법의 예를 도시한 도면이다. 상세히 도 3은 영상 특징과 주의 맵의 서로 다른 시공간적 통합 방법을 비교 도시하고 있다. 도 3의 좌측은 FAC 방식을 사용한 예를 도시하고, 도 3의 우측은 CAF 방식을 사용한 예를 도시한다. 영상 특징들과 주의 마스크들은 곱셈 또는 덧셈으로 결합될 수 있다. 표 2는 다양한 통합 시나리오에 대한 성능을 비교한 예를 나타내고 있다.In this embodiment, it is assumed that a place where pre-computed image features are used is a fixed feature space. In order to consider the temporal properties on the scene, image features calculated at 1-second intervals may be concatenated, and the annotation of the connected features may be copied from the annotation of the last time slot. In this case, image features may be integrated with attention. This can be either fuse after concatenation (FAC) or concatenate after fusion (CAF). Using FAC, attention results are applied globally to the extended feature map, whereas CAF can link the individual attention regions of each feature map. 3 is a diagram illustrating an example of an integration method according to an embodiment of the present invention. In detail, FIG. 3 shows a comparison of different spatiotemporal integration methods of image features and attention maps. The left side of FIG. 3 shows an example using the FAC method, and the right side of FIG. 3 shows an example using the CAF method. Image features and attention masks can be combined by multiplication or addition. Table 2 shows examples of performance comparison for various integration scenarios.

FusionFusion Op.Op. 1-shot(5-way)1-shot (5-way) 5-shot(5-way)5-shot (5-way) FACFAC MulMul 56.00±0.78%56.00±0.78% 75.95±0.70%75.95±0.70% CAFCAF 56.70±0.81%56.70±0.81% 81.04±0.67%81.04±0.67% FACFAC AddAdd 68.76±0.80%68.76±0.80% 84.88±0.64%84.88±0.64% CAFCAF 74.09±0.83%74.09±0.83% 86.48±0.65%86.48±0.65%

이러한 표 2는 통합 방법과 관련하여 VGG-16 내장에 대한 성능을 나타내고 있다.임베딩 공간에 대해 유클리드 거리 단위(Euclidean distance metric)가 적용될 수 있다. 특징 임베딩 네트워크들은 3개의 합성곱 빌딩 블록으로 구성되며, 각 블록은 (3Х3 커널 크기를 갖는) 합성곱 계층, 배치 정규화, ReLU(Rectified Linear Unit) 및 (2Х2 커널 크기를 갖는) 최대 풀링(max pooling)의 스택으로 형성될 수 있다. 입력 특징들의 차원이 백본 모델에 따라 달라지면, 임베딩 네트워크 내의 숨겨진 유닛의 차원은 각각 512 및 256으로 고정될 수 있다.Table 2 shows the performance of VGG-16 embedding in relation to the integration method. A Euclidean distance metric may be applied to the embedding space. Feature embedding networks consist of three convolutional building blocks, each block being a convolutional layer (with 3Х3 kernel size), batch normalization, Rectified Linear Unit (ReLU) and max pooling (with 2Х2 kernel size). ) can be formed as a stack of If the dimension of the input features depends on the backbone model, the dimension of the hidden unit in the embedding network can be fixed at 512 and 256, respectively.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 장치의 예를 도시한 블록도이다. 앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 시스템들은 도 4를 통해 도시된 컴퓨터 장치(400)에 의해 구현될 수 있으며, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이러한 컴퓨터 장치(400)에 의해 수행될 수 있다.4 is a block diagram illustrating an example of a computer device according to an embodiment of the present invention. The systems according to the embodiments of the present invention described above may be implemented by the computer device 400 shown in FIG. 4 , and the method according to the embodiments of the present invention may be performed by the computer device 400 . can

이때, 도 4에 도시된 바와 같이 컴퓨터 장치(400)는, 메모리(410), 프로세서(420), 통신 인터페이스(430) 그리고 입출력 인터페이스(440)를 포함할 수 있다. 메모리(410)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM과 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치는 메모리(410)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 컴퓨터 장치(400)에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(410)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(410)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 메모리(410)로 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 인터페이스(430)를 통해 메모리(410)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어 구성요소들은 네트워크(460)를 통해 수신되는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램에 기반하여 컴퓨터 장치(400)의 메모리(410)에 로딩될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 4 , the computer device 400 may include a memory 410 , a processor 420 , a communication interface 430 , and an input/output interface 440 . The memory 410 is a computer-readable recording medium and may include a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and a permanent mass storage device such as a disk drive. Here, a non-volatile mass storage device such as a ROM and a disk drive may be included in the computer device 400 as a separate permanent storage device distinct from the memory 410 . Also, the memory 410 may store an operating system and at least one program code. These software components may be loaded into the memory 410 from a computer-readable recording medium separate from the memory 410 . The separate computer-readable recording medium may include a computer-readable recording medium such as a floppy drive, a disk, a tape, a DVD/CD-ROM drive, and a memory card. In another embodiment, the software components may be loaded into the memory 410 through the communication interface 430 instead of a computer-readable recording medium. For example, the software components may be loaded into the memory 410 of the computer device 400 based on a computer program installed by files received over the network 460 .

프로세서(420)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(410) 또는 통신 인터페이스(430)에 의해 프로세서(420)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(420)는 메모리(410)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.The processor 420 may be configured to process instructions of a computer program by performing basic arithmetic, logic, and input/output operations. Instructions may be provided to processor 420 by memory 410 or communication interface 430 . For example, the processor 420 may be configured to execute a received instruction according to a program code stored in a recording device such as the memory 410 .

통신 인터페이스(430)은 네트워크(460)를 통해 컴퓨터 장치(400)가 다른 장치와 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 컴퓨터 장치(400)의 프로세서(420)가 메모리(410)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이나 명령, 데이터, 파일 등이 통신 인터페이스(430)의 제어에 따라 네트워크(460)를 통해 다른 장치들로 전달될 수 있다. 역으로, 다른 장치로부터의 신호나 명령, 데이터, 파일 등이 네트워크(460)를 거쳐 컴퓨터 장치(400)의 통신 인터페이스(430)를 통해 컴퓨터 장치(400)로 수신될 수 있다. 통신 인터페이스(430)를 통해 수신된 신호나 명령, 데이터 등은 프로세서(420)나 메모리(410)로 전달될 수 있고, 파일 등은 컴퓨터 장치(400)가 더 포함할 수 있는 저장 매체(상술한 영구 저장 장치)로 저장될 수 있다.The communication interface 430 may provide a function for the computer device 400 to communicate with other devices via the network 460 . For example, a request, command, data, file, etc. generated by the processor 420 of the computer device 400 according to a program code stored in a recording device such as the memory 410 is transmitted to the network ( 460) to other devices. Conversely, signals, commands, data, files, etc. from other devices may be received by the computer device 400 through the communication interface 430 of the computer device 400 via the network 460 . A signal, command, or data received through the communication interface 430 may be transferred to the processor 420 or the memory 410 , and the file may be a storage medium (described above) that the computer device 400 may further include. persistent storage).

입출력 인터페이스(440)는 입출력 장치(450)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 마이크, 키보드, 카메라 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(440)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 입출력 장치(450)는 컴퓨터 장치(400)와 하나의 장치로 구성될 수도 있다.The input/output interface 440 may be a means for an interface with the input/output device 450 . For example, the input device may include a device such as a microphone, keyboard, camera, or mouse, and the output device may include a device such as a display or a speaker. As another example, the input/output interface 440 may be a means for an interface with a device in which functions for input and output are integrated into one, such as a touch screen. The input/output device 450 may be configured as one device with the computer device 400 .

또한, 다른 실시예들에서 컴퓨터 장치(400)는 도 4의 구성요소들보다 더 적은 혹은 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(400)는 상술한 입출력 장치(450) 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.Also, in other embodiments, the computer device 400 may include fewer or more components than those of FIG. 4 . However, there is no need to clearly show most of the prior art components. For example, the computer device 400 may be implemented to include at least a portion of the above-described input/output device 450 or may further include other components such as a transceiver and a database.

통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크(460)가 포함할 수 있는 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 유선/무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크(460)는, PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 인터넷 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크(460)는 버스 네트워크, 스타 네트워크, 링 네트워크, 메쉬 네트워크, 스타-버스 네트워크, 트리 또는 계층적(hierarchical) 네트워크 등을 포함하는 네트워크 토폴로지 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The communication method is not limited, and not only a communication method using a communication network (eg, a mobile communication network, wired Internet, wireless Internet, broadcasting network) that the network 460 may include, but also short-distance wired/wireless communication between devices may be included. there is. For example, the network 460 may include a personal area network (PAN), a local area network (LAN), a campus area network (CAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), and a broadband network (BBN). , the Internet, and the like. In addition, the network 460 may include any one or more of a network topology including a bus network, a star network, a ring network, a mesh network, a star-bus network, a tree or a hierarchical network, etc. not limited

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차선 변경 시점 학습 방법의 예를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 차선 변경 시점 학습 방법은 차선 변경 시점 학습 시스템을 구현하기 위한 컴퓨터 장치(400)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(400)의 프로세서(420)는 메모리(410)가 포함하는 운영체제의 코드나 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 제어 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서(420)는 컴퓨터 장치(400)에 저장된 코드가 제공하는 제어 명령에 따라 컴퓨터 장치(400)가 도 5의 방법이 포함하는 단계들(510 내지 550)을 수행하도록 컴퓨터 장치(400)를 제어할 수 있다.5 is a flowchart illustrating an example of a method for learning a lane change time point according to an embodiment of the present invention. The lane change time learning method according to the present embodiment may be performed by the computer device 400 for implementing the lane change time learning system. For example, the processor 420 of the computer device 400 may be implemented to execute a control instruction according to a code of an operating system included in the memory 410 or a code of at least one program. Here, the processor 420 causes the computer device 400 to perform the steps 510 to 550 included in the method of FIG. 5 according to a control command provided by the code stored in the computer device 400 . can control

단계(510)에서 컴퓨터 장치(400)는 차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력되어 개별 프레임에 제1 라벨 또는 제2 라벨이 할당된 영상을 입력받을 수 있다. 여기서, 제1 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 블록된 상태를 나타내는 영상을, 그리고 제2 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 프리한 상태를 나타내는 영상을 각각 포함할 수 있다. 일례로, 제1 라벨은 앞서 설명한 라벨 'BLOCKED'를 제2 라벨은 앞서 설명한 라벨 'FREE'를 각각 의미할 수 있다.In operation 510 , the computer device 400 may receive an image in which the first label or the second label is assigned to individual frames by being input through the camera in relation to the side-rear region of the vehicle. Here, the image to which the first label is assigned may include an image indicating a state in which a lane change is blocked, and an image to which the second label is assigned may include an image indicating a state in which a lane change is free. For example, the first label may mean the previously described label 'BLOCKED' and the second label may mean the previously described label 'FREE'.

단계(520)에서 컴퓨터 장치(400)는 블록된 상태에서 프리한 상태로 전환되는 전환시점을 기준으로 초당 프레임 수(Frame Per Second, FPS)에 따라 전환시점 이전의 적어도 하나의 프레임에 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 부여하는 할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(400)는 단계(520)에서 전환시점 이전의 m 번째 프레임에 n 초 후에 차선변경이 가능함에 대한 라벨을 부여할 수 있다. 이때, m은 n과 초당 프레임 수를 파라미터로 갖는 곱셈연산에 의해 결정될 수 있다. 보다 구체적인 예로, FPS가 10으로 고정된 동영상에서 블록된 상태에서 프리한 상태로 전환되는 전환시점에 해당하는 프레임의 인덱스가 110이라 가정한다. 이때, 1초 뒤에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨은 전환시점 이전의 10(1(초) Х 10(FPS)) 번째 프레임인 인덱스 100의 프레임에 부여될 수 있다. 이와 유사하게 2초 뒤에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨은 전환시점 이전의 20(2(초) Х 10(FPS)) 번째 프레임인 인덱스 90의 프레임에 부여될 수 있다.In step 520, the computer device 400 transmits n (the above) to at least one frame before the transition time according to the number of frames per second (Frame Per Second, FPS) based on the transition time from the blocked state to the free state. where n is a natural number) may give a label defining that lane changes are possible after seconds. For example, in step 520 , the computer device 400 may assign a label indicating that lane change is possible after n seconds to the m-th frame before the time of change. In this case, m may be determined by a multiplication operation having n and the number of frames per second as parameters. As a more specific example, it is assumed that the index of the frame corresponding to the transition time from the blocked state to the free state is 110 in a moving picture in which the FPS is fixed to 10. In this case, the label defining that lane change is possible after 1 second may be assigned to the frame of index 100, which is the 10th (1(sec) Х 10(FPS))-th frame before the transition time. Similarly, a label defining that lane change is possible after 2 seconds may be assigned to a frame of index 90, which is a 20 (2 (second) Х 10 (FPS))-th frame before the transition time.

단계(530)에서 컴퓨터 장치(400)는 영상의 프레임들과 프레임들이 포함하는 라벨에 기초하여 차선 변경 시점을 학습할 수 있다. 실시예에 따라, 컴퓨터 장치(400)는 영상의 프레임들 각각에 대해 차량 또는 움직이는 물체가 존재하는지 유무를 기반으로 약한 지도 학습(weakly supervised learning)를 수행하여 각 프레임들에서 차량 또는 움직이는 물체가 차지하는 영역을 히트맵의 형태로 출력할 수 있다. 이때, 컴퓨터 장치(400)는 단계(430)에서 히트맵 및 영상의 특징 벡터를 더 이용하여 차선 변경 시점을 학습할 수 있다. 이때, 컴퓨터 장치(400)는 특징 벡터의 모든 차원에 히트맵의 값을 더하여 영상 내의 차량 또는 움직이는 물체가 차지하는 영역에 대한 가중치를 증가시킬 수 있다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이 동일한 라벨이 할상된 영상들이 서로 다양한 상황을 가질 수 있기 때문에 기설정된 시간 간격(일례로, 1초)에 해당하는 영상의 특징들을 하나의 벡터로 연결하여 영상의 시간적 특징을 부호화할 수 있다. 예를 들어, 영상 내에서 차량이나 움직이는 물체가 차지하는 영역이 시간이 흐름에 따라 커지는 경우와 작아지는 경우에 따라 도 1에 나타난 서로 다른 상황을 구분할 수 있다.In operation 530, the computer device 400 may learn the lane change timing based on the frames of the image and labels included in the frames. According to an embodiment, the computer device 400 performs weakly supervised learning for each of the frames of the image based on whether a vehicle or a moving object exists, and the vehicle or moving object occupies in each frame. The region can be output in the form of a heat map. In this case, the computer device 400 may learn the lane change timing by further using the heat map and the feature vector of the image in step 430 . In this case, the computer device 400 may increase the weight of the area occupied by the vehicle or the moving object in the image by adding the values of the heat map to all dimensions of the feature vector. In addition, as shown in FIG. 1 , since images assigned with the same label may have various situations, the image features corresponding to a preset time interval (eg, 1 second) are connected into one vector to determine the temporal Features can be encoded. For example, different situations shown in FIG. 1 may be distinguished according to a case in which an area occupied by a vehicle or a moving object in an image increases or decreases with time.

또한, 컴퓨터 장치(400)는 영상에서 서로 다른 크기로 나타나는 객체에 대해 객체의 크기와 관계 없이 중요도 맵을 얻기 위해 다중 스케일 집적을 활용할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(400)는 영상에 대해 크기가 조정된 영상들의 세트를 생성하고, 크기가 조정된 영상들의 세트를 주의 모델(attention model)로 반복적으로 입력시켜 다중 스케일의 중요도 맵들(saliency maps)을 생성한 후, 모든 스케일에 대한 중요도 맵들을 통합하는 방식을 통해 영상에서 서로 다른 크기로 나타나게 되는 객체에 대해 객체의 크기와 관계 없이 중요도 맵을 얻을 수 있게 된다.Also, the computer device 400 may utilize multi-scale integration to obtain an importance map for objects that appear in different sizes in the image regardless of the size of the object. For example, the computer device 400 generates a set of scaled images for the image, and repeatedly inputs the set of scaled images to an attention model to obtain multi-scale saliency maps. After creating maps), by integrating the importance maps for all scales, it is possible to obtain an importance map regardless of the size of the object for objects that appear in different sizes in the image.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차선 변경 시점 예측 방법의 예를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 차선 변경 시점 예측 방법은 차선 변경 시점 예측 시스템을 구현하기 위한 컴퓨터 장치(400)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(400)의 프로세서(420)는 메모리(410)가 포함하는 운영체제의 코드나 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 제어 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서(420)는 컴퓨터 장치(400)에 저장된 코드가 제공하는 제어 명령에 따라 컴퓨터 장치(400)가 도 6의 방법이 포함하는 단계들(610 내지 650)을 수행하도록 컴퓨터 장치(400)를 제어할 수 있다.6 is a flowchart illustrating an example of a method for predicting a lane change time point according to an embodiment of the present invention. The lane change time prediction method according to the present embodiment may be performed by the computer device 400 for implementing the lane change time prediction system. For example, the processor 420 of the computer device 400 may be implemented to execute a control instruction according to a code of an operating system included in the memory 410 or a code of at least one program. Here, the processor 420 causes the computer device 400 to perform the steps 610 to 650 included in the method of FIG. 6 according to a control command provided by the code stored in the computer device 400 . can control

단계(610)에서 컴퓨터 장치(400)는 차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력된 영상을 분석하여 차선 변경과 관련된 현재 상태를 결정할 수 있다. 이러한 결정은 앞서 도 5를 통해 학습된 인공지능모델을 통해 이루어질 수 있다. 일례로, 인공지능모델은 현재 상태를 n(n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능한 상태 및 차선 변경이 프리한(FREE) 상태로서 결정할 수 있다.In operation 610 , the computer device 400 may analyze an image input through the camera in relation to the side-rear area of the vehicle to determine the current state related to the lane change. Such a determination may be made through the artificial intelligence model previously learned through FIG. 5 . For example, the AI model may determine the current state as a state in which lane change is possible and a state in which lane change is free (FREE) after n seconds (n is a natural number).

단계(610)는 차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력된 영상을 획득하는 단계 및 그러한 영상으로부터 차선 변경과 관련된 현재 상태를 차선 변경이 불가능한 상태, 차선 변경이 가능한 상태, 및 n(상기 n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능한 상태 중 하나로 예측하는 단계로 나누어질 수 있고, 예측하는 단계는 도 5를 통해 학습된 모델을 이용하는 것일 수 있다.Step 610 is a step of acquiring an image input through a camera in relation to a side-rear area of the vehicle and a current state related to a lane change from such an image, a state in which a lane change is impossible, a state in which a lane change is possible, and n ( Where n is a natural number), one of the states in which a lane change is possible after seconds may be divided into a step of predicting, and the step of predicting may be using a model learned through FIG. 5 .

단계(620)에서 컴퓨터 장치(400)는 현재 상태로서 n(n은 자연수)초 후에 차선 변경이 가능한 상태 및 차선 변경이 프리한(FREE) 상태에 대해 서로 다른 방식의 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(400)는 n초 후에 차선 변경이 가능한 상태에 대해서는 n초부터 1초까지 매 초마다 차선 변경까지 남은 시간에 대한 정보를 제공하고, 차선 변경이 프리한 상태에서는 차선 변경이 가능함에 대한 정보를 제공할 수 있다. 보다 구체적이 예로, 차량에 설치된 디스플레이 장치와 연결된 컴퓨터 장치(400)는 디스플레이 장치가 n이 3인 경우, n초 후에 차선 변경이 가능한 상태에 대한 정보를 3초, 2초, 1초와 같이 차선 변경까지 남은 시간에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 컴퓨터 장치는 차선 변경이 가능한 경우에는 디스플레이 장치가 차선 변경이 가능함에 대한 정보를 출력하도록 알림을 제공할 수 있다. 디스플레이 장치를 통한 시각적인 알림의 제공 이외에, 스피커를 이용한 청각적인 알림의 제공도 고려될 수 있다. 한편, 알림의 제공은 차량의 운전자에게 제공되는 것 이외에, 차량의 자율주행을 제어하는 인공지능에게 제공되는 것 역시 고려될 수 있다.In operation 620 , the computer device 400 may provide different types of notifications for a state in which a lane change is possible and a state in which a lane change is free after n (n is a natural number) seconds as the current state. For example, the computer device 400 provides information on the remaining time until the lane change every second from n seconds to 1 second for a state in which lane change is possible after n seconds, and lane change in the state where the lane change is free You can provide information on the possibility of this. More specifically, as an example, the computer device 400 connected to the display device installed in the vehicle, when the display device is n is 3, information on the state in which a lane change is possible after n seconds, such as 3 seconds, 2 seconds, and 1 second You can provide information about the time remaining until the change. Also, when a lane change is possible, the computer device may provide a notification so that the display device outputs information about the lane change possibility. In addition to providing a visual notification through the display device, provision of an audible notification using a speaker may be considered. Meanwhile, in addition to providing the notification to the driver of the vehicle, it may also be considered that the notification is provided to the artificial intelligence that controls the autonomous driving of the vehicle.

실시예에 따라, 컴퓨터 장치(400)는 n초 후에 차선 변경이 가능한 상태에 대한 알림이 제공됨에 따라 차선 변경 준비기능을 활성화할 수도 있다. 이때, 차선 변경 준비기능은 차선변경을 위한 상세 파라미터를 계산하거나 경로를 계산하는 등의 준비기능을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the computer device 400 may activate the lane change preparation function as a notification of a state in which a lane change is possible is provided after n seconds. In this case, the lane change preparation function may include a preparation function such as calculating detailed parameters for lane change or calculating a route.

컴퓨터 장치(400)는 알림은 차선변경 요청에 따라 제공될 수도 있으나, 차량의 좌측 차선 변경 및 우측 차선 변경과 관련하여 서로 다른 방식의 알림을 지속적으로 출력할 수도 있다.The computer device 400 may provide a notification according to a lane change request, but may continuously output different types of notifications in relation to a left lane change and a right lane change of the vehicle.

또한, 컴퓨터 장치(400)는 단계(620)에서 차량의 운전자의 운전성향에 대한 정보를 저장하고, 운전성향에 기초하여 상기 알림의 강도를 설정할 수도 있다.In addition, the computer device 400 may store information on the driving tendency of the driver of the vehicle in step 620 and set the intensity of the notification based on the driving tendency.

컴퓨터 장치(400)는 n초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨이 할당된 프레임들에 대한 라벨별 프레임 수에 기초하여 알림의 강도를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 10 FPS를 기준으로 3초 라벨이 할당된 프레임 수가 10인 반면, 2초 라벨이 할당된 프레임 수가 1이나 0인 경우, 변경하고자 하는 차선에 급가속하는 차량이나 물체가 존재하는 것을 의미할 수 있다. 이 경우, 컴퓨터 장치(400)는 상대적으로 더 강한 알림을 제공하거나 또는 차선변경을 방지하는 안전장치를 구동하기 위한 신호를 제공할 수 있다.The computer device 400 may determine the strength of the notification based on the number of frames per label for frames to which a label defining that a lane change is possible after n seconds is assigned. For example, based on 10 FPS, if the number of frames assigned a 3-second label is 10, while the number of frames assigned a 2-second label is 1 or 0, it indicates that there is a vehicle or object accelerating rapidly in the lane to be changed. can mean In this case, the computer device 400 may provide a relatively stronger notification or a signal for driving a safety device for preventing a lane change.

도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 라벨을 부여하는 예를 도시한 도면이다. 도 7는 영상이 포함하는 프레임들 중 10 프레임들마다 하나씩 총 5개의 프레임들(710 내지 750)을 나타내고 있다. 이때, 도 7의 제1 프레임(710)은 블록된 상태에서 프리한 상태로 전환되는 시점의 프레임을 나타내고 있다. 이러한 제1 프레임(710)에는 프리한 상태를 나타내는 라벨인 라벨 'FREE'가 부여된 상태일 수 있다. 제1 프레임(710) 이전의 프레임들은 블록된 상태를 나타내는 라벨인 라벨 'BLOCKED'가 부여된 프레임들일 수 있다. 이때, 도 7에 도시된 제2 프레임(720), 제3 프레임(730), 제4 프레임(740) 및 제5 프레임(750) 역시 라벨 'BLOCKED'가 부여된 프레임들에 포함될 수 있다.7 is a diagram illustrating an example of assigning a label according to an embodiment of the present invention. 7 shows a total of five frames 710 to 750, one for every 10 frames among the frames included in the image. In this case, the first frame 710 of FIG. 7 represents a frame at the time of transition from the blocked state to the free state. The first frame 710 may be in a state in which a label 'FREE', which is a label indicating a free state, is attached. Frames before the first frame 710 may be frames to which a label 'BLOCKED', which is a label indicating a blocked state, is assigned. In this case, the second frame 720 , the third frame 730 , the fourth frame 740 , and the fifth frame 750 illustrated in FIG. 7 may also be included in the frames to which the label 'BLOCKED' is assigned.

초당 프레임 수가 10이라 가정할 때, 이미 설명한 바와 같이, 컴퓨터 장치(400)는 n초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 제1 프레임(710)로부터 이전의 m 번째 프레임에 부여할 수 있다. 여기서, m은 초당 프레임 수와 n간의 곱셈연산을 통해 결정될 수 있다.Assuming that the number of frames per second is 10, as already described, the computer device 400 may assign a label defining that lane change is possible after n seconds to the m-th frame preceding the first frame 710 . Here, m may be determined through a multiplication operation between the number of frames per second and n.

예를 들어, 도 7에서 제2 프레임(720)는 제1 프레임(710)로부터 이전의 10 번째 프레임을 나타내고 있다. 이때, 1초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨은 제1 프레임(710)로부터 이전의 10(초당 프레임 수 10 Х 1초) 번째 프레임인 제2 프레임(720)에 부여될 수 있다.For example, in FIG. 7 , the second frame 720 represents a tenth frame preceding the first frame 710 . In this case, a label defining that lane change is possible after 1 second may be provided to the second frame 720 , which is the 10th frame (the number of frames per second 10 Х 1 second) before the first frame 710 .

이와 유사하게, 제3 프레임(730)는 제1 프레임(710)로부터 이전의 20 번째 프레임을 나타내고 있다. 이때, 2초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨은 제1 프레임(710)로부터 이전의 20(초당 프레임 수 10 Х 2초) 번째 프레임인 제3 프레임(730)에 부여될 수 있다.Similarly, the third frame 730 represents the 20th frame preceding the first frame 710 . In this case, a label defining that lane change is possible after 2 seconds may be provided to the third frame 730 that is the 20th frame (the number of frames per second 10 Х 2 seconds) before the first frame 710 .

제4 프레임(740)는 제1 프레임(710)로부터 이전의 30 번째 프레임을 나타낼 수 있으며, 이러한 제4 프레임(740)에 3초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨이 부여될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.The fourth frame 740 may represent the 30th frame preceding the first frame 710 , and it is easy to see that this fourth frame 740 may be given a label defining that a lane change is possible after 3 seconds. you will understand

앞서 표 1과 도 7에서는 n이 3 이하의 자연수인 경우의 예를 설명하고 있으나, n이 보다 다양하게 설정될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 만약, n이 4 이하의 자연수라면, 도 7의 제5 프레임(750)에는 4초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨이 부여될 것이다.Although Table 1 and FIG. 7 have described an example in which n is a natural number less than or equal to 3, it will be easily understood that n may be set more variously. If n is a natural number less than or equal to 4, a label defining that lane change is possible after 4 seconds will be attached to the fifth frame 750 of FIG. 7 .

n초 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨은 기존의 라벨 'BLOCKED'에 추가로 부여될 수도 있으나, 기존의 라벨 'BLOCKED'를 대체하여 부여될 수도 있다. A label defining that lane change is possible after n seconds may be added to the existing label 'BLOCKED', or may be applied in place of the existing label 'BLOCKED'.

이처럼 본 발명의 실시예들에 따르면, 차량의 사이드미러로 관측된 측-후방 영역과 유사한 시점을 얻을 수 있도록 설치된 카메라로부터 영상을 입력받아 차선 변경 가능 시점에 대한 정보(일례로, 3초전, 2초전, 1초전, 가능, 불가능)를 예측하여 운전자 또는 자율주행 인공지능에 알림을 줄 수 있다.As such, according to the embodiments of the present invention, information on a lane change possible time by receiving an image from a camera installed so as to obtain a viewpoint similar to the side-rear region observed by the side mirror of the vehicle (eg, 3 seconds before, 2 It can predict the first time before, one second before, possible, impossible) to give a notification to the driver or autonomous driving AI.

이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The system or apparatus described above may be implemented as a hardware component or a combination of a hardware component and a software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA). , a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or apparatus, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The medium may continuously store a computer executable program, or may be a temporary storage for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, it is not limited to a medium directly connected to any computer system, and may exist distributed on a network. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media may include recording media or storage media managed by an app store that distributes applications, sites that supply or distribute various other software, and servers. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (8)

차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력되어 개별 프레임에 제1 라벨 또는 제2 라벨이 할당된 영상을 입력받는 단계 - 상기 제1 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 블록된(BLOCKED) 상태를 나타내는 영상을, 그리고 상기 제2 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 프리한(FREE) 상태를 나타내는 영상을 각각 포함함 -;
상기 블록된 상태에서 상기 프리한 상태로 전환되는 전환시점을 기준으로, 기설정된 시간 간격 당 프레임 수에 따라 상기 전환시점 이전의 적어도 하나의 프레임을 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 프레임에, n(상기 n은 자연수)번의 기설정된 시간 간격 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 부여하는 단계; 및
상기 영상의 프레임들과 프레임들이 포함하는 라벨에 기초하여 차선 변경 시점을 학습하는 단계
를 포함하는 차선 변경 시점 학습 방법.
Step of receiving an image to which the first label or the second label is assigned to each frame input through the camera in relation to the side-rear area of the vehicle - The image to which the first label is assigned is blocked from changing lanes an image indicating the state, and the image to which the second label is assigned includes an image indicating a state in which lane change is free;
Based on the transition time from the blocked state to the free state, at least one frame before the transition time is selected according to the number of frames per preset time interval, and in the selected at least one frame, n ( applying a label defining that lane change is possible after n is a natural number) preset time intervals; and
Learning a lane change time based on the frames of the image and labels included in the frames
A method of learning when to change lanes, including
제1항에 있어서,
상기 영상을 입력받는 단계는,
상기 차량의 측-후방 영역의 관측을 위한 위치에 상기 카메라를 장착하여 학습기 훈련을 위한 영상을 취득하는 단계; 및
상기 취득된 영상의 개별 프레임들에 대하여 시간에 따라 순차적으로 상기 제1 라벨 또는 상기 제2 라벨을 부여하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 시점 학습 방법.
According to claim 1,
The step of receiving the image is,
acquiring an image for learner training by mounting the camera at a position for observation of the side-rear region of the vehicle; and
applying the first label or the second label sequentially according to time to the individual frames of the acquired image
Lane change time learning method, characterized in that it comprises a.
차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력된 영상을 분석하여 차선 변경과 관련된 현재 상태를 결정하는 단계; 및
상기 현재 상태로서 n(상기 n은 자연수)번의 기설정된 시간 간격 후에 차선 변경이 가능한 상태 및 차선 변경이 프리한(FREE) 상태에 대해 서로 다른 방식의 알림을 제공하는 단계
를 포함하는 차선 변경 시점 예측 방법.
determining a current state related to a lane change by analyzing an image input through a camera in relation to a side-rear area of the vehicle; and
Providing different types of notifications for a state in which a lane change is possible and a state in which a lane change is free after n (wherein n is a natural number) preset time intervals as the current state
Lane change timing prediction method including
제3항에 있어서,
상기 서로 다른 방식의 알림을 제공하는 단계는,
상기 차량의 자율주행을 제어하는 인공지능으로 상기 서로 다른 방식의 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 시점 예측 방법.
4. The method of claim 3,
The step of providing the different types of notifications includes:
A method for predicting a lane change time, characterized in that the different types of notifications are provided by artificial intelligence that controls the autonomous driving of the vehicle.
컴퓨터와 결합되어 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a computer-readable recording medium in combination with a computer to cause the computer to execute the method of any one of claims 1 to 4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium, characterized in that a program for executing the method of any one of claims 1 to 4 in a computer is recorded. 컴퓨터 장치에 있어서,
컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 실행하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서에 의해,
차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력되어 개별 프레임에 제1 라벨 또는 제2 라벨이 할당된 영상을 입력받고 - 상기 제1 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 블록된(BLOCKED) 상태를 나타내는 영상을, 그리고 상기 제2 라벨이 할당된 영상은 차선 변경이 프리한(FREE) 상태를 나타내는 영상을 각각 포함함 -,
상기 블록된 상태에서 상기 프리한 상태로 전환되는 전환시점을 기준으로, 기설정된 시간 간격 당 프레임 수에 따라 상기 전환시점 이전의 적어도 하나의 프레임을 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 프레임에, n(상기 n은 자연수)번의 기설정된 시간 간격 후에 차선 변경이 가능함을 정의하는 라벨을 부여하고,
상기 영상의 프레임들과 프레임들이 포함하는 라벨에 기초하여 차선 변경 시점을 학습하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 장치.
A computer device comprising:
at least one processor implemented to execute computer-readable instructions
including,
by the at least one processor;
In relation to the side-rear area of the vehicle, it is input through the camera to receive an image to which the first label or the second label is assigned to individual frames - The image to which the first label is assigned is a state in which lane change is blocked (BLOCKED) and the image to which the second label is assigned includes an image indicating a lane change free state, respectively;
Based on the transition time from the blocked state to the free state, at least one frame before the transition time is selected according to the number of frames per preset time interval, and in the selected at least one frame, n ( Wherein n is a natural number) a label defining that a lane change is possible after a preset time interval,
Learning a lane change time based on the frames of the image and labels included in the frames
A computer device comprising a.
컴퓨터 장치에 있어서,
컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 실행하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서에 의해,
차량의 측-후방 영역과 관련하여 카메라를 통해 입력된 영상을 분석하여 차선 변경과 관련된 현재 상태를 결정하고,
상기 현재 상태로서 n(상기 n은 자연수)번의 기설정된 시간 간격 후에 차선 변경이 가능한 상태 및 차선 변경이 프리한(FREE) 상태에 대해 서로 다른 방식의 알림을 제공하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 장치.
A computer device comprising:
at least one processor implemented to execute computer-readable instructions
including,
by the at least one processor;
Analyzing the image input through the camera in relation to the side-rear area of the vehicle to determine the current state related to lane change,
Providing different types of notifications for a state in which lane change is possible and a state in which lane change is free after n (where n is a natural number) preset time intervals as the current state
A computer device comprising a.
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