KR102438076B1

KR102438076B1 - 주차 구역 감지 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102438076B1
Application number: KR1020150121200A
Authority: KR
Inventors: 김훈민
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2022-08-29
Also published as: KR20170025173A

Abstract

본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은 주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영 단계, 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출 단계, 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환 단계 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치는, 주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영부, 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출부, 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환부 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출부를 포함한다.

Description

주차 구역 감지 방법 및 장치 {Method and apparatus for detecting parking area}

본 발명은 주차 구역 감지 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주차 구역의 주차선이 촬영된 영상의 대조도를 향상시켜서 보다 정확하게 주차선을 검출할 수 있는 주차 구역 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 카메라로 주차 구역을 촬영하고, 상기 카메라가 촬영한 영상에 나타난 주차선을 검출하여 주차 구역을 감지하는 기술이 있다.

상기 카메라가 촬영한 영상에 나타난 주차선을 검출하는 방법은 영상에 나타난 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 급격한 밝기 차이가 나타나는 지점을 주차선과 지면의 경계로 보고 복수 개의 경계로 이루어진 주차선을 감지하는 것이다.

그러나 기존의 기술은 카메라가 촬영한 영상에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 작다면 주차선을 정확하게 검출하지 못하는 문제점이 있다.

상술한 기존의 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 카메라가 촬영한 영상에서 지면과 주차선의 밝기 차이와 관련된 대조도를 향상시켜 주차선이 보다 정확하게 검출되게 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 보다 정확하게 검출된 주차선이 표시된 영상을 운전자에게 제공하여 주차 시 편의성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은 주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영 단계, 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출 단계, 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환 단계 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출 단계를 포함하고, 상기 변환 행렬 산출 단계는 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하는 초기 주차선 검출 단계 및 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출하는 표본 추출 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치는, 주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영부, 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출부, 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환부 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출부를 포함하고, 상기 변환 행렬 산출부는 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하고, 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출한다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　카메라가 촬영한 영상의 대조도를 향상시켜 보다 정확하게 주차선을 검출할 수 있다.

둘째,　검출된 주차선이 강조되게 표시된 영상을 제공하여 주차 시 운전자의 편의성이 향상된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 어라운드 뷰(around view) 영상에서 주차선을 검출하는 상황을 나타낸다.
도 3은 YCbCr 영상과 해당 영상의 Y채널, Cb채널 및 Cr채널을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법에 따라 YCbCr 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 것을 나타낸다.
도 5는 특정 집단에서 주요인분석이 적용되기 전과 후를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법의 일 실시예를 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명에 포함되는 링 버퍼를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치의 효과를 나타내는 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은 주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영 단계(S110), 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출 단계(S120 내지 S150), 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환 단계(S160) 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출 단계(S170)를 포함한다.

우선, 촬영 단계에서는 차량에 구비된 카메라가 상기 차량 주변에 존재하는 주차 구역을 촬영한다. 촬영 단계에서 촬영한 YCbCr 영상은 차량의 위에서 아래로 내려다 보는 시점으로 상기 차량의 360도 주변을 볼 수 있게 하는 어라운드 뷰(around view) 영상을 포함한다. 상기 YCbCr 영상은 색상 표현 방식이 YCbCr 방식인 영상이다. 상기 주차 구역은 땅에 주차할 공간을 흰색 선으로 표시하여 나타낸 구역을 말한다.

도 2는 어라운드 뷰(around view) 영상에서 주차선을 검출하는 상황을 나타낸다.

도 2에 나타난 어라운드 뷰(around view) 영상에 주차 구역 일부가 존재한다. 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은 주차 구역을 나타내는 주차선과 상기 주차선을 제외한 나머지 지면을 밝기로 구별한다. 도 2의 붉은색 부분은 주차선의 밝기를 나타내고, 파란색은 지면의 밝기를 나타낸다. 이 경우 주차선과 지면의 밝기 차이가 크지 않다면, 영상에서 주차선을 검출하여 주차 구역을 감지하는 것이 어렵다. 따라서 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은 주차 구역이 촬영된 YCbCr 형식의 영상에서 주차선과 지면의 밝기 차이를 크게 만든 후, 상기 밝기 차이를 이용하여 주차선과 지면을 검출함으로써 주차 구역 감지의 정확도를 향상시킨다.

도 3은 YCbCr 영상과 해당 영상의 Y채널, Cb채널 및 Cr채널을 나타낸다.

Y채널의 영상이 밝기 차이가 가장 크므로, 기존의 주차 구역을 감지하는 기술은 주차 구역이 촬영된 YCbCr 영상에서 밝기를 나타내는 Y채널을 사용하여 주차선을 검출한다. 이와 달리 Cb채널 또는 Cr 채널을 사용하거나, RGB 형식의 영상으로 변환 후 주차선을 검출하는 방법이 있다. 하지만 기존의 기술은 밝기 차이가 명확한 영상에서는 주차선을 검출하는 것에 문제가 없지만, 그렇지 않은 경우에 주차선이 정확하게 검출되지 않는 경우가 발생한다.

도 4는 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법에 따라 YCbCr 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 것을 나타낸다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은 주차 구역이 나타난 YCbCr 영상을 상기 주차 구역의 주차선과 지면의 밝기 차이가 최대인 그레이 스케일 영상으로 변환하여 상기 주차선을 검출할 때의 정확도를 향상시킨다. 상기 YCbCr 영상을 상기 그레이 스케일 영상으로 변환하기 위해서는 변환 행렬이 필요하다.

상기 변환 행렬을 산출하기 위해, 변환 행렬 산출 단계(S120 내지 S150)는, 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출한다.

주요인분석 방법이란 전체 데이터를 집단 별로 분류하기 용이한 축을 찾아서 적용하는 방법이다.

도 5는 특정 집단에서 주요인분석이 적용되기 전과 후를 나타낸다.

도 5의 특정 집단은 붉은색 점의 집단과 파란색 점의 집단이 나타난다. 여기서 붉은색 점의 집단과 파란색 점의 집단을 분류하기 위해서는 각 집단의 평균 간의 거리를 멀게, 각 집단의 분산의 크기는 작게 만들면 된다. 도 5의 좌측 그래프의 경우 적용된 축을 보면, 붉은 색 점과 파란색 점이 섞인 구간이 많아 두 집단이 잘 분류되지 않은 것으로 보이지만, 우측 그래프의 경우 적용된 축에 붉은 색 점과 파란색 점이 섞이지 않아서 상대적으로 두 집단이 잘 분류된 것으로 볼 수 있다.

이하 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법을 적용하는 과정을 설명한다.

변환 행렬 산출 단계(S120 내지 S150)는, 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하는 초기 주차선 검출 단계(S120), 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출하는 표본 추출 단계(S130) 및 상기 지면 표본과 상기 주차선 표본 각각의 평균 및 공분산을 산출하고(S140) 피셔의 선형 판별식(FLD, Fisher's Linear Discriminant)을 적용하여 상기 변환 행렬을 산출(S150)하는 산출 단계(S140 및 S150)를 포함한다.

초기 주차선 검출 단계(S120)는, 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하는데, 이는 상기 주차 구역을 구성하는 주차선과 지면을 구분하여 상기 주차선과 지면 각각의 YCbCr 색상 표본을 추출하기 위한 것이다.

표본 추출 단계(S130)는, 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출한다. 상기 주차장 표본과 상기 지면 표본은 도 5의 두 집단과 같이 분류해야 할 대상이 된다.

산출 단계(S140 및 S150)는, 상기 지면 표본과 상기 주차선 표본 각각의 평균 및 공분산을 산출하고(S140) 피셔의 선형 판별식(FLD, Fisher's Linear Discriminant)을 적용하여 상기 변환 행렬을 산출한다(S150). 피셔의 선형 판별식은 데이터를 구성하는 서로 다른 그룹을 잘 구분할 수 있게 해 주는 변환 행렬을 찾는 방법이다. 피셔의 선형 판별식을 적용하기 위해서는 각 집단의 평균과 공분산이 필요하므로, 먼저 상기 지면 표본과 상기 주차선 표본 각각의 평균 및 공분산을 산출하는 것이다.

이후, 영상 변환 단계(S160)에서 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환한다. 상기 그레이 스케일 영상은 상기 YCbCr 영상으로부터 최초로 변환된 것으로, 이하 제1 그레이 스케일 영상이라고 한다. 상기 제1 그레이 스케일 영상은 상기 YCbCr 영상보다 밝기 차이를 나타내는 대조도가 크다.

주차선 검출 단계(S170)에서 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출한다. 상기 제1 그레이 스케일 영상은 상기 YCbCr 영상보다 밝기 차이를 나타내는 대조도가 크므로, 주차 구역 내 주차선 검출의 정확도가 향상된다.

도 6은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법의 일 실시예를 나타낸 순서도이다.

도 6에 나타난 일 실시예는 상술한 과정 이후에 이어지는 방법으로 상기 주차선 검출의 정확도를 더욱 향상시키는 방법이다. 이하 도 6의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은, 상기 주차선을 검출한 후, 상기 변환 행렬을 저장하는 변환 행렬 저장 단계(S210), 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면 각각에서 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 추출하는 추가 표본 추출 단계(S220), 상기 검출된 주차선 및 지면 각각에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 링 버퍼(Ring Buffer)에 저장하는 표본 저장 단계(S230), 상기 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 이용하여 산출된 변환 행렬인 새 변환 행렬을 산출하는 새 변환 행렬 산출 단계(S240), 상기 새 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제2 그레이 스케일 영상으로 변환하고(S250), 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이보다 설정 값 이상으로 큰지 판단하는(S260) 판단 단계(S250 및 S260) 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서보다 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 상기 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하고, 상기 새 변환 행렬을 저장하는 새 변환 행렬 저장 단계(S270)를 더 포함할 수 있다.

변환 행렬 저장 단계(S210)는, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출 단계(S170) 후, 상기 YCbCr 영상을 상기 제1 그레이 스케일 영상으로 변환할 때 사용한 상기 변환 행렬을 저장하는 단계이다.

이후 새로운 변환 행렬이 산출되면 상기 저장된 변환 행렬과 비교하여 대조도가 큰 그레이 스케일 영상을 생성하는 변환 행렬을 선택하고, 상기 선택된 변환 행렬을 저장함으로써 대조도가 가장 큰 그레이 스케일 영상을 만들어 내는 변환 행렬을 찾는다. 이를 통해 상기 주차선 검출의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 과정은 반복적으로 수행될 수 있다.

추가 표본 추출 단계(S220)는, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면 각각에서 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 추출하는 단계이다.

상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면은, 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 검출된 주차선 및 지면보다 실제 주차선 및 지면과 유사할 것이다. 이에 따라, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면 각각을 기준으로 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본도, 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 검출된 주차선 및 지면 각각을 기준으로 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본보다, 정확한 표본이라고 할 수 있다.

표본 저장 단계(S230)는, 상기 검출된 주차선 및 지면 각각에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 링 버퍼(Ring Buffer)에 저장하는 단계이다.

도 7은 본 발명의 링 버퍼를 나타낸 것이다.

상기 링 버퍼란 메모리의 시작과 끝이 연결된 구조로써 데이터가 들어오는 순서대로 메모리에 입력한다. 상기 링 버퍼 메모리의 모든 공간이 다 채워지면 시작점부터 다시 데이터를 저장한다. 상기 링 버퍼는 메모리가 다 채워지면 총 데이터의 개수가 일정하게 유지된다.

표본 저장 단계(S230)는, 상기 검출된 주차선 및 지면 각각에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 상기 링 버퍼에 저장하여 복수 개의 YCbCr 색상 표본이 업데이트되게 한다.

새 변환 행렬 산출 단계(S240)는, 상기 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 이용하여 산출된 변환 행렬인 새 변환 행렬을 산출하는 단계이다.

새 변환 행렬 산출 단계(S240)는, 상기 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 이용하여, 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본의 평균 및 공분산, 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본의 평균 및 공분산을 산출하고, 피셔의 선형 판별식을 적용하여 상기 새 변환 행렬을 산출한다.

판단 단계(S250 및 S260)는, 상기 새 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제2 그레이 스케일 영상으로 변환하고(S250), 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이보다 상기 설정 값 이상으로 큰지 판단하는(S260) 단계이다.

상기 제2 그레이 스케일 영상은, 상기 YCbCr 영상으로부터 상기 새 변환 행렬을 이용하여 변환된 그레이 스케일 영상이다. 상기 새 변환 행렬은 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선으로부터 산출된 것이므로, 이를 이용하여 생성된 상기 제2 그레이 스케일 영상은 상기 제1 그레이 스케일 영상보다 대조도가 상기 설정 값 이상으로 클 수 있다. 그러나, 반드시 그러한 것은 아니고, 상기 YCbCr 영상의 대조도가 이미 충분히 커서 상기 YCbCr 영상의 Y채널을 사용하여 검출된 주차선과 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선이 정확도 측면에서 차이가 없다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 대조도가 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 대조도보다 상기 설정 값 이상으로 크지 않을 것이다. 상기 설정 값은 사용자가 설정한 값이 될 수 있다.

새 변환 행렬 저장 단계(S270)는, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서보다 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 상기 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하고, 상기 새 변환 행렬을 저장하는 단계이다.

즉, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 대조도보다 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 대조도가 상기 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 것이, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 것보다 정확하다고 본다. 또한, 변환 행렬 저장 단계(S210)에서 상기 변환 행렬을 저장한 저장 공간에 상기 새 변환 행렬을 저장한다.

S210 내지 S270의 과정을 반복 수행한다면 상기 주차선 검출의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법은, 상기 감지된 주차선이 강조되게 표시된 영상을 디스플레이하는 디스플레이 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 감지된 주차선이 강조되게 표시된 영상은, 상기 주차선이 특정 색으로 표현된 영상일 수 있고, 디스플레이 단계에서는 이를 내비게이션 화면이나 계기판을 이용하여 디스플레이 할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치는 촬영부(100), 변환 행렬 산출부(200), 영상 변환부(300), 주차선 검출부(400)를 포함하고, 디스플레이부(500), 변환 행렬 저장부(600)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치는, 주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영부(100), 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출부(200), 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환부(300) 및 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출부(400)를 포함한다.

촬영부(100)는, 차량에 구비된 카메라로써, 상기 주차 구역이 포함된 YCbCr 영상을 촬영한다. 촬영부(100)가 촬영한 YCbCr 영상은 차량의 위에서 아래로 내려다 보는 시점으로 상기 차량의 360도 주변을 볼 수 있게 하는 어라운드 뷰(around view) 영상이다. 상기 YCbCr 영상은 색상 표현 방식이 YCbCr 방식인 영상이고, 상기 주차 구역은 땅에 주차할 공간을 흰색 선으로 표시하여 나타낸 구역을 말한다.

촬영부(100)는 촬영된 상기 YCbCr 영상을 변환 행렬 산출부(200)에 전달한다.

변환 행렬 산출부(200)는, 촬영부(100)로부터 전달받은 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출한다. 상기 주요인분석 방법이란 전체 데이터를 집단 별로 분류하기 용이한 축을 찾아서 적용하는 방법이다.

구체적으로, 변환 행렬 산출부(200)가 상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 과정은 다음과 같다. 변환 행렬 산출부(200)는, 상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하고, 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출하고, 상기 지면 표본과 상기 주차선 표본 각각의 평균 및 공분산을 산출하고, 피셔의 선형 판별식을 적용하여 상기 변환 행렬을 산출한다.

변환 행렬 산출부(200)는 상기 변환 행렬을 영상 변환부(300)에 전달한다.

영상 변환부(300)는, 변환 행렬 산출부(200)로부터 전달받은 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 상기 제1 그레이 스케일 영상으로 변환한다. 상기 제1 그레이 스케일 영상은 상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상으로부터 최초로 변환된 그레이 스케일 영상이다. 상기 제1 그레이 스케일 영상은 상기 YCbCr 영상보다 대조도가 크다.

영상 변환부(300)는 상기 제1 그레이 스케일 영상을 주차선 검출부(400)에 전달한다.

주차선 검출부(400)는, 영상 변환부(300)로부터 전달받은 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출한다. 주차선 검출부(400)는, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 상기 주차선과 상기 지면이 만나는 부분의 밝기가 급격하게 변하는 것을 감지하는 방식으로 상기 주차선을 검출한다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치는, 상기 변화 행렬이 저장되는 변환 행렬 저장부(600)를 더 포함할 수 있다. 변환 행렬 저장부(600)는 변환 행렬 산출부(200)로부터 산출된 변환 행렬을 전달받는다. 변환 행렬 저장부(600)는 데이터를 저장할 수 있는 수단이면 족하고 별도의 한정을 두지 않는다.

변환 행렬 산출부(200)는, 상기 주차선을 검출한 후, 상기 변환 행렬을 상기 변환 행렬 저장부(600)에 저장하고, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면 각각에서 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 추출하고 이를 이용하여 산출된 변환 행렬인 새 변환 행렬을 산출하고, 상기 새 변환 행렬을 상기 변환 행렬 저장부(600)에 전달하여 저장한다. 변환 행렬 산출부(200)는, 상기 새 변환 행렬을 영상 변환부(300)에 전달한다.

영상 변환부(300)는, 변환 행렬 산출부(200)로부터 전달받은 상기 새 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 상기 제2 그레이 스케일 영상으로 변환한다. 상기 제2 그레이 스케일 영상은 상기 제1 그레이 스케일 영상으로 검출된 주차선 및 지면을 기준으로 YCbCr 색상 표본을 추출하여 주요인분석 방법을 적용한 것이므로, 상기 제1 그레이 스케일 영상보다 대조도가 향상된 것일 수 있다. 영상 변환부(300)는 상기 제2 그레이 스케일 영상을 주차선 검출부(400)에 전달한다.

주차선 검출부(400)는, 영상 변환부(300)로부터 상기 제2 그레이 스케일 영상을 전달받아, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이보다 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출한다.

즉, 상기 제1 그레이 스케일 영상이나 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 나타내는 대조도에 있어서, 제1 그레이 스케일 영상의 대조도보다 상기 제2 그레이 스케일 영상의 대조도가 상기 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차선을 검출하는 것이 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 상기 주차선을 검출하는 것보다 정확할 것이므로, 주차선 검출부(400)는, 상기 제1 그레이 스케일 영상과 제2 그레이 스케일 영상의 대조도를 비교하는 것이다.

본 발명에 따른 주차 구역 감지 장치는, 상기 감지된 주차선이 강조되게 표시된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(500)를 더 포함할 수 있다. 주차선 검출부(400)는 상기 검출된 주차선을 디스플레이부(500)에 전달한다.

디스플레이부(500)는, 주차선 검출부(400)로부터 전달받은 상기 주차선이 강조되도록 표시된 영상을 디스플레이한다. 디스플레이부(500)는 내비게이션이나 계기판일 수 있고, 상기 주차선이 강조되도록 표시된 영상은 촬영부(100)가 촬영한 상기 YCbCr 영상, 상기 제1 그레이 스케일 영상 및 상기 제2 그레이 스케일 영상 중 하나에서 상기 검출된 주차선 부분이 특정 색으로 표현된 것일 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치의 효과를 나타내는 것이다.

도 9의 좌측 그림은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치를 적용하기 전의 영상을 나타내고, 우측 그림은 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치를 적용한 후의 영상을 나타낸다. 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치를 적용하기 전보다 적용한 후의 영상이 대조도가 더 크고, 이에 따라 감지된 주차선의 경계가 더 많은 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 주차 구역 감지 방법 및 장치를 적용하면 촬영된 영상의 대조도가 향상되어 주차선 검출의 정확도가 향상된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

촬영부 100
변환 행렬 산출부 200
영상 변환부 300
주차선 검출부 400
디스플레이부 500
변환 행렬 저장부 600

Claims

주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영 단계;
상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출 단계;
상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환 단계; 및
상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출 단계; 를 포함하고,
상기 변환 행렬 산출 단계는,
상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하는 초기 주차선 검출 단계; 및
상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출하는 표본 추출 단계를 포함하는 주차 구역 감지 방법.
제1항에 있어서,
상기 변환 행렬 산출 단계는,
상기 지면 표본과 상기 주차선 표본 각각의 평균 및 공분산을 산출하고 피셔의 선형 판별식(FLD, Fisher’s Linear Discriminant)을 적용하여 상기 변환 행렬을 산출하는 산출 단계; 를 더 포함하는 주차 구역 감지 방법.
제1항에 있어서,
상기 주차선을 검출한 후, 상기 변환 행렬을 저장하는 변환 행렬 저장 단계;
상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면 각각에서 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 추출하는 추가 표본 추출 단계;
상기 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 이용하여 산출된 변환 행렬인 새 변환 행렬을 산출하는 새 변환 행렬 산출 단계;
상기 새 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제2 그레이 스케일 영상으로 변환하고, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이보다 설정 값 이상으로 큰지 판단하는 판단 단계; 및
상기 제1 그레이 스케일 영상에서보다 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 상기 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하고, 상기 새 변환 행렬을 저장하는 새 변환 행렬 저장 단계; 를 더 포함하는 주차 구역 감지 방법.
제3항에 있어서,
상기 검출된 주차선 및 지면 각각에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 링 버퍼(Ring Buffer)에 저장하는 표본 저장 단계; 를 더 포함하는 주차 구역 감지 방법.
제1항에 있어서,
상기 감지된 주차선이 강조되게 표시된 영상을 디스플레이하는 디스플레이 단계; 를 더 포함하는 주차 구역 감지 방법.
주차 구역을 YCbCr 영상으로 촬영하는 촬영부;
상기 YCbCr 영상에 주요인분석 방법(LDA, Linear Discriminant Analysis)을 적용하여 상기 주차 구역에서 지면과 주차선의 밝기 차이가 최대가 되게 하는 변환 행렬을 산출하는 변환 행렬 산출부;
상기 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제1 그레이 스케일(Gray scale) 영상으로 변환하는 영상 변환부; 및
상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차선 검출부; 를 포함하고,
상기 변환 행렬 산출부는,
상기 YCbCr 영상의 Y 채널을 사용하여 상기 주차 구역 내 지면 및 주차선을 검출하고, 상기 검출된 지면에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 지면 표본과 상기 검출된 주차선에서 추출된 복수 개의 YCbCr 색상 표본인 주차선 표본을 추출하는 주차 구역 감지 장치.
제6항에 있어서,
상기 변환 행렬 산출부는,
상기 지면 표본과 상기 주차선 표본 각각의 평균 및 공분산을 산출하고, 피셔의 선형 판별식(FLD, Fisher’s Linear Discriminant)을 적용하여 상기 변환 행렬을 산출하는 주차 구역 감지 장치.
제6항에 있어서,
상기 변환 행렬이 저장되는 변환 행렬 저장부; 를 더 포함하고,
상기 변환 행렬 산출부는,
상기 주차선을 검출한 후, 상기 변환 행렬을 상기 변환 행렬 저장부에 저장하고, 상기 제1 그레이 스케일 영상에서 검출된 주차선 및 지면 각각에서 복수 개의 YCbCr 색상 표본을 추출하고 이를 이용하여 산출된 변환 행렬인 새 변환 행렬을 산출하고, 상기 새 변환 행렬을 상기 변환 행렬 저장부에 저장하고,
상기 영상 변환부는,
상기 새 변환 행렬을 이용하여 상기 YCbCr 영상을 제2 그레이 스케일 영상으로 변환하고,
상기 주차선 검출부는,
상기 제1 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이보다 상기 제2 그레이 스케일 영상에서의 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이가 설정 값 이상으로 크다면, 상기 제2 그레이 스케일 영상에서 상기 주차 구역 내 지면과 주차선의 밝기 차이를 이용하여 상기 주차선을 검출하는 주차 구역 감지 장치.
제6항에 있어서,
상기 감지된 주차선이 강조되게 표시된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 를 더 포함하는 주차 구역 감지 장치.