KR102501234B1 - System and method for recognizing a surroundings lane using a location of structures - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량이 도로를 주행하는 중에 도로 상에 설치된 구조물의 위치 정보를 획득하고 이를 활용하여 주변 차선의 유무 및 주변 차선 관심영역(ROI)을 설정할 수 있도록 하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법 및 시스템이 개시된다.
개시된 본 발명에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템은, 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 전방 영상에서 자차선 또는 차선을 검출하는 차선 검출부; 상기 획득된 전방 영상에서 구조물을 검출하는 구조물 검출부; 및 상기 검출된 자차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 상기 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 상기 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정하며, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 상기 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 차량이 도로 주행 시에 구조물의 위치 정보를 이용하여 주변 차선을 인식할 수 있다.
The present invention obtains location information of structures installed on the road while a vehicle is driving on the road, and uses this to determine the presence or absence of a surrounding lane and to set a region of interest (ROI) in the surrounding lane, surrounding lane recognition using structure location information. A method and system are disclosed.
A system for recognizing surrounding lanes using structure location information according to the disclosed subject matter includes an image acquisition unit that acquires a front image by photographing the front of a vehicle; a lane detection unit for detecting an own lane or a lane in the acquired front image; a structure detector detecting a structure in the acquired frontal image; and recognizing a lane width based on the detected own lane line to set a lane ROI (Region Of Interest) in the forward image, recognizing a position of the detected structure and setting a structure ROI, and determining the lane ROI and and a control unit configured to set a region of interest (ROI) for the surrounding lane according to the ROI of the structure and recognize the surrounding lane based on the ROI.
According to the present invention, when a vehicle drives on a road, it is possible to recognize surrounding lanes using location information of a structure.

Description

구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법 및 시스템{System and method for recognizing a surroundings lane using a location of structures}System and method for recognizing a surroundings lane using a location of structures

본 발명은 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량이 도로를 주행하는 중에 도로 상에 설치된 구조물의 위치 정보를 획득하고 이를 활용하여 주변 차선의 유무 및 주변 차선 관심영역(ROI)을 설정할 수 있도록 하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for recognizing surrounding lanes using structure location information, and more particularly, to obtain location information of structures installed on a road while a vehicle is driving on a road, and utilize the obtained location information to determine the presence or absence of surrounding lanes and interest in the surrounding lanes. The present invention relates to a method and system for recognizing a surrounding lane using structure location information, enabling a region (ROI) to be set.

일반적으로 차량이 도로를 주행할 때 이미지 센서, 레이다(Radar) 또는 라이더(Lidar) 센서 등 다양한 센서들을 활용하여 차선을 인식하거나 전방의 물체를 인식한다. 이때, 주행하는 차선의 인식은 지능형 차량에서 핵심기술의 하나로서, 안전 운전에 지대한 영향을 미치게 된다. In general, when a vehicle drives on a road, it recognizes a lane or an object in front by using various sensors such as an image sensor, a radar sensor, or a lidar sensor. At this time, driving lane recognition is one of the core technologies in intelligent vehicles, and has a great influence on safe driving.

그러나 주변 차선의 인식은 자차선 인식과 다르게 주변 구조물에 의해 영향을 받을 수 있다. 즉, 자차선은 주행 차선이기 때문에 차선 표시가 항상 도로 구조물의 안쪽에 있을 수 있지만, 주변 차선은 주행 차선이 아니기 때문에 있을 경우도 있고 없을 경우도 있다.However, the recognition of the surrounding lane may be affected by surrounding structures unlike the recognition of the own lane. That is, since the own lane is the driving lane, the lane display may always be inside the road structure, but the surrounding lane may or may not exist because it is not a driving lane.

종래에 주변 차선을 인식하는 방법은 자차선 정보를 이용하여 관심영역(ROI)을 생성하고 관심영역(ROI) 내에서 주변 차선을 인식한다.In a conventional method of recognizing a neighboring lane, a region of interest (ROI) is generated using own lane information and the surrounding lane is recognized within the region of interest (ROI).

주변 차선의 경우는 자차선과는 다르게 도로 상에 없는 경우도 많이 있다. 그렇기 때문에 관심영역(ROI)이 형성되는 곳에 차선과 비슷한 성분이 있으면 주변차선으로 오인식 하는 경우가 많은 문제점이 있다.In the case of the surrounding lanes, unlike the own lanes, there are many cases where they are not on the road. Therefore, if there is a component similar to the lane where the region of interest (ROI) is formed, there are many problems in that it is misrecognized as a neighboring lane.

대한민국 공개특허공보 제2012-0066220호(2012년 06월 22일)Republic of Korea Patent Publication No. 2012-0066220 (June 22, 2012)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량이 도로를 주행하는 중에 도로 상에 설치된 구조물의 위치 정보를 획득하고 이를 활용하여 주변 차선의 유무 및 주변 차선 관심영역(ROI)을 설정할 수 있도록 하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법 및 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to acquire location information of structures installed on the road while a vehicle is driving on the road, and use this to set the presence or absence of a surrounding lane and a region of interest (ROI) in the surrounding lane It is to provide a method and system for recognizing surrounding lanes using structure location information.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템은, 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 전방 영상에서 자차선 또는 차선을 검출하는 차선 검출부; 상기 획득된 전방 영상에서 구조물을 검출하는 구조물 검출부; 및 상기 검출된 자차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 상기 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 상기 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정하며, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 상기 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식하는 제어부를 포함한다.A system for recognizing surrounding lanes using structure location information according to the present invention for achieving the above object includes an image acquisition unit that acquires a front image by photographing the front of a vehicle; a lane detection unit for detecting an own lane or a lane in the acquired front image; a structure detector detecting a structure in the acquired frontal image; and recognizing a lane width based on the detected own lane line to set a lane ROI (Region Of Interest) in the forward image, recognizing a position of the detected structure and setting a structure ROI, and determining the lane ROI and and a control unit configured to set a region of interest (ROI) for the surrounding lane according to the ROI of the structure and recognize the surrounding lane based on the ROI.

또한, 상기 구조물 검출부는, 상기 검출된 차선을 기준으로 차선의 바깥쪽에 있는 구조물 또는 도로 외곽에 있는 구조물을 검출할 수 있다.Also, the structure detection unit may detect a structure outside the lane or a structure outside the road based on the detected lane.

또한, 상기 제어부는, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 자차선과 구조물을 제외하고 상기 주변차선 관심영역(ROI)에 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.In addition, the controller may recognize the other lane as a neighboring lane when another lane exists in the surrounding lane ROI, excluding the own lane and the structure, according to the lane ROI and the structure ROI.

또한, 상기 구조물 검출부는, 상기 획득된 전방 영상에서 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)를 이용해 중심점의 이동 변화가 있는 구조물을 표지판으로 검출할 수 있다.In addition, the structure detection unit may detect a structure having a movement change of a central point as a signpost using the speed and yaw rate of the vehicle in the obtained front image.

또한, 상기 제어부는 상기 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)에 따른 중심점의 이동을 계산하여 상기 표지판의 위치를 인식하고, 상기 표지판의 위치 정보를 이용하여 상기 표지판의 주변에 차선이 존재하는 원리에 따라 상기 전방 영상에서 상기 표지판을 중심으로 일정 영역에 대해 주변차선 ROI로 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.In addition, the control unit recognizes the position of the sign by calculating the movement of the center point according to the speed and yaw rate of the vehicle, and the principle that a lane exists around the sign using the location information of the sign Accordingly, in the front image, a predetermined area centered on the signpost is set as a peripheral lane ROI, and when other lanes other than the own lane exist in the peripheral lane ROI, the other lanes may be recognized as peripheral lanes.

또한, 상기 구조물 검출부는, 상기 전방 영상에서 단노출 영상과 장노출 영상을 구분하고, 장노출 영상에서 연속된 광원이 아니고 일정 간격으로 줄지어 있는 구조물에 대해 시선유도 시설물(Delineator)로 검출할 수 있다.In addition, the structure detection unit may distinguish between a short exposure image and a long exposure image in the front image, and detect structures that are not continuous light sources but lined up at regular intervals in the long exposure image with a line guiding facility (Delineator). there is.

또한, 상기 제어부는 상기 검출된 시선유도 시설물의 위치 정보를 이용하여 상기 전방 영상에서 상기 시선유도 시설물을 중심으로 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변차선으로 인식할 수 있다.In addition, the control unit sets a peripheral lane ROI centered on the gaze guiding facility in the front image using the location information of the detected gaze guiding facility, and other lanes excluding the own lane exist in the peripheral lane ROI In some cases, other lanes may be recognized as neighboring lanes.

또한, 상기 제어부는, 상기 검출된 구조물이 상기 검출된 자차선의 바깥쪽에 존재하는 경우에, 기둥 부분의 연속된 세로 엣지(Edge)가 일정 개수 이상이면 가드레일(Guardrail)로 인식할 수 있다.In addition, when the detected structure exists outside the detected own lane, the control unit may recognize it as a guardrail if the number of consecutive vertical edges of the pillar portion is greater than or equal to a certain number.

그리고, 상기 제어부는 상기 가드레일의 위치 정보를 이용하여 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.The control unit may set a surrounding lane ROI using the location information of the guardrail, and recognize the other lane as a neighboring lane when another lane excluding the own lane exists in the surrounding lane ROI.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법은, (a) 영상 획득부가 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 단계; (b) 차선 검출부가 상기 획득된 전방 영상에서 자차선 또는 차선을 검출하는 단계; (c) 구조물 검출부가 상기 획득된 전방 영상에서 구조물을 검출하는 단계; (d) 제어부가 상기 검출된 차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 상기 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 상기 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정하는 단계; 및 (e) 제어부가 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 상기 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식하는 단계를 포함한다.Meanwhile, a method for recognizing surrounding lanes using structure location information according to the present invention for achieving the above object includes: (a) obtaining a front image by photographing the front of a vehicle by an image acquisition unit; (b) detecting, by a lane detection unit, an own lane line or a lane line in the obtained front image; (c) detecting a structure from the acquired frontal image by a structure detection unit; (d) setting a lane ROI (Region Of Interest) in the forward image by recognizing the width of the lane based on the detected lane, and recognizing the location of the detected structure to set a structure ROI; and (e) setting a surrounding lane ROI according to the lane ROI and the structure ROI, and then recognizing the surrounding lane based on the surrounding lane ROI.

또한, 상기 (c) 단계에서 상기 구조물 검출부는, 상기 검출된 차선을 기준으로 차선의 바깥쪽에 있는 구조물 또는 도로 외곽에 있는 구조물을 검출할 수 있다.Also, in step (c), the structure detection unit may detect a structure outside the lane or a structure outside the road based on the detected lane.

또한, 상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 자차선과 구조물을 제외하고 상기 주변차선 관심영역(ROI)에 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.In addition, in the step (e), the control unit selects another lane as a neighboring lane when another lane exists in the surrounding lane ROI, excluding the own lane and the structure, according to the lane ROI and the structure ROI. Recognizable.

또한, 상기 (c) 단계에서 구조물 검출부는, 상기 획득된 전방 영상에서 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)를 이용해 중심점의 이동 변화가 있는 구조물을 표지판으로 검출할 수 있다.Also, in the step (c), the structure detection unit may detect a structure having a movement change of a center point as a signpost using the speed and yaw rate of the vehicle in the obtained front image.

또한, 상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)에 따른 중심점의 이동을 계산하여 상기 표지판의 위치를 인식하고, 상기 표지판의 위치 정보를 이용하여 상기 표지판의 주변에 차선이 존재하는 원리에 따라 상기 전방 영상에서 상기 표지판을 중심으로 일정 영역에 대해 주변차선 ROI로 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.In the step (e), the control unit calculates the movement of the center point according to the speed and yaw rate of the vehicle to recognize the location of the sign, and uses the location information of the sign to determine the location of the sign. According to the principle that lanes exist in the periphery, the surrounding lane ROI is set for a certain area centered on the sign in the front image, and when other lanes other than the own lane exist in the surrounding lane ROI, the other lane is set as the surrounding lane. It can be recognized as a lane.

또한, 상기 (c) 단계에서 상기 구조물 검출부는, 상기 전방 영상에서 단노출 영상과 장노출 영상을 구분하고, 장노출 영상에서 연속된 광원이 아니고 일정 간격으로 줄지어 있는 구조물에 대해 시선유도 시설물(Delineator)로 검출할 수 있다.In addition, in the step (c), the structure detection unit distinguishes a short-exposure image and a long-exposure image in the front image, and sets a line of sight guidance facility for structures that are not continuous light sources but lined up at regular intervals in the long-exposure image ( Delineator) can be detected.

또한, 상기 (e) 단계에서 상기 제어부는 상기 검출된 시선유도 시설물의 위치 정보를 이용하여 상기 전방 영상에서 상기 시선유도 시설물을 중심으로 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변차선으로 인식할 수 있다.In addition, in the step (e), the control unit sets a peripheral lane ROI centered on the gaze guiding facility in the front image using the location information of the detected gaze guiding facility, and determines the own lane from the peripheral lane ROI. If there are other lanes excluded, the other lanes may be recognized as the surrounding lanes.

또한, 상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 검출된 구조물이 상기 검출된 자차선의 바깥쪽에 존재하는 경우에, 기둥 부분의 연속된 세로 엣지(Edge)가 일정 개수 이상이면 가드레일(Guardrail)로 인식할 수 있다.In addition, in the step (e), when the detected structure exists outside the detected own lane, if the number of consecutive vertical edges of the column portion exceeds a certain number, the guardrail can be recognized as

그리고, 상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 가드레일의 위치 정보를 이용하여 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.And, in the step (e), the control unit sets the ROI of the surrounding lane using the location information of the guardrail, and if there is another lane excluding the own lane in the ROI of the surrounding lane, the other lane is selected as the surrounding lane can be recognized as

본 발명에 의하면, 차량이 도로 주행 시에 구조물의 위치 정보를 이용하여 주변 차선을 인식할 수 있다. According to the present invention, when a vehicle drives on a road, it is possible to recognize surrounding lanes using location information of a structure.

또한, 구조물의 위치에 따라 주변 차선 관심영역(ROI)을 생성하여 주변 차선 인식 정확도를 높일 수 있으며, 관심영역(ROI)을 생성하지 않아서 오인식을 줄일 수 있다.In addition, the surrounding lane ROI can be generated according to the location of the structure to increase the accuracy of the surrounding lane recognition, and misrecognition can be reduced because the ROI is not created.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 차선과 구조물을 검출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 차선과 더불어 표지판을 검출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 시선유도 시설물을 검출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 차선을 기준으로 가드레일을 인식하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a system for recognizing a surrounding lane using structure location information according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of detecting lanes and structures in a forward image according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of detecting a sign along with a lane in a forward image according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of detecting a gaze inducing facility in a front image according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of recognizing a guardrail based on a lane in a forward image according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for recognizing a surrounding lane using structure location information according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.When a part is referred to as being “on” another part, it may be directly on top of the other part or may have other parts in between. In contrast, when a part is said to be “directly on” another part, there are no other parts in between.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising" as used herein specifies particular characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components, and the presence or absence of other characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components. Additions are not excluded.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.Terms indicating relative space, such as “below” and “above,” may be used to more easily describe the relationship of one part to another shown in the drawings. These terms are intended to include other meanings or operations of the device in use with the meaning intended in the drawings. For example, if the device in the figures is turned over, certain parts described as being “below” other parts will be described as being “above” the other parts. Thus, the exemplary term "below" includes both directions above and below. The device may rotate 90 degrees or other angles, and terms denoting relative space are interpreted accordingly.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a system for recognizing a surrounding lane using structure location information according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템은, 영상 획득부(110)와 차선 검출부(120), 구조물 검출부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the system for recognizing surrounding lanes using structure location information according to the present invention includes an image acquisition unit 110, a lane detection unit 120, a structure detection unit 130, and a control unit 140.

영상 획득부(110)는 차량의 전방을 카메라로 촬영하여 전방 영상을 획득한다.The image acquisition unit 110 acquires a front image by photographing the front of the vehicle with a camera.

차선 검출부(120)는 획득된 전방 영상에서 도 2에 도시된 바와 같이 자차선을 비롯한 차선(105)을 검출한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 차선과 구조물을 검출하는 예를 나타낸 도면이다. The lane detection unit 120 detects the lane 105 including the own lane line as shown in FIG. 2 from the obtained front image. 2 is a diagram illustrating an example of detecting lanes and structures in a forward image according to an embodiment of the present invention.

차선 검출부(120)는 차선 검출을 위해 확인영역 설정모듈, 도로표시 확인모듈, 관심영역 설정모듈 및 자차선 검출모듈을 포함할 수 있다. 즉, 차선 검출부(120)는 전방 영상에서 확인영역 설정모듈을 통해 현재 자차선의 도로 영역을 포함하는 확인영역을 설정할 수 있고, 설정된 확인영역에서 도로표시 확인모듈을 통해 도로표시의 존재를 확인할 수 있다. 이어, 차선 검출부(120)는 도로표시가 존재하면, 관심영역 설정모듈을 통해 차선 예측 결과와 이전 차선 정보의 차이값을 계산하고, 계산된 차이 값에 근거하여 관심영역을 설정할 수 있고, 관심영역 설정모듈에서 설정된 관심영역을 기초로 자차선 검출모듈을 통해 차선 트래킹(Lane Tracking)을 이용하여 차선표시를 추출하여 자차선으로 인식할 수 있다. 여기서, 차선 트래킹은 칼만 필터(Kalman Filter) 등과 같은 예측 필터를 이용할 수 있다.The lane detection unit 120 may include a confirmation area setting module, a road marking confirmation module, a region of interest setting module, and an own lane detection module for lane detection. That is, the lane detection unit 120 may set a confirmation area including the road area of the current own lane in the front image through the confirmation area setting module, and confirm the presence of road markings in the set confirmation area through the road marking confirmation module. there is. Then, if there is a road mark, the lane detection unit 120 may calculate a difference value between the lane prediction result and the previous lane information through the region of interest setting module, set the region of interest based on the calculated difference value, and set the region of interest. Based on the region of interest set in the setting module, the lane marking may be extracted using lane tracking through the own lane detection module and recognized as the own lane. Here, lane tracking may use a prediction filter such as a Kalman filter.

한편, 차선 검출부(110)는 차선 표시(Lane Marking)를 추출함으로써 차선(Lane)을 인식한다. 그러나, 차선 표시를 추출하는 과정에서 도로표시(예, 우회전 표시)도 함께 추출될 수 있고, 이로 인하여 차선 인식에 필요한 차선표시를 추출하는 데 오류가 발생될 수 있다. 도로표시는 차선표시와 마찬가지로 도로 위에 표시가 되어 있으며 차선표시와 같은 색 정보를 포함하고 있기 때문에 차선표시를 추출하는 과정에서 도로표시(예, 우회전 표시)도 함께 추출된다. Meanwhile, the lane detection unit 110 recognizes a lane by extracting lane markings. However, in the process of extracting lane markings, road markings (eg, right turn markings) may also be extracted, and thus errors may occur in extracting lane markings necessary for lane recognition. Since road markings are marked on the road like lane markings and contain the same color information as lane markings, road markings (eg, right turn markings) are also extracted in the process of extracting lane markings.

상술한 오류를 유발하는 도로표시를 제거하기 위해, 차선 검출부(110)는 확인영역 설정모듈을 통해 현재의 자차선의 도로영역을 모두 포함할 수 있는 확인영역을 설정할 수 있고, 이는 현재의 자차선의 도로영역에서 도로표시를 찾기 위해 설정한다. 현재의 자차선의 도로영역이 모두 포함되는 확인영역을 설정하기 위해서는 차선이 영상의 중간지점에 걸쳐 있을 때 양쪽 차선의 영역을 포함하는 경우 전방 영상에서 자차선의 도로영역이 항상 포함될 수 있다. In order to eliminate the road markings that cause the above errors, the lane detection unit 110 can set a confirmation area that can include all road areas of the current own lane through the confirmation area setting module, which is the current own lane. Set to find road markings in the road area of . In order to set a confirmation area that includes all of the road areas of the current own lane, the road area of the own lane can always be included in the front image when the area of both lanes is included when the lane spans the midpoint of the image.

구조물 검출부(130)는 획득된 전방 영상에서 도 2에 도시된 바와 같이 구조물(101)을 검출한다. 또한, 구조물 검출부(130)는, 검출된 차선(105)을 기준으로 차선의 바깥쪽에 있는 구조물(101) 또는 도로 외곽에 있는 구조물(101)을 검출할 수 있다.The structure detection unit 130 detects the structure 101 as shown in FIG. 2 in the obtained front image. Also, the structure detector 130 may detect a structure 101 outside the lane or a structure 101 outside the road based on the detected lane 105 .

또한, 구조물 검출부(130)는, 획득된 전방 영상에서 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)를 이용해 중심점의 이동 변화가 있는 구조물을 도 3에 도시된 바와 같이 표지판(102)으로 검출할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 차선과 더불어 표지판을 검출하는 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 표지판(102)은 전방 영상에서 크기가 계속 변한다. 이는 주행하는 차량이 표지판(102)에 접근하고 있기 때문이다. 즉, 차량이 표지판(102)으로부터 멀리 있을 경우와 가까이 있을 경우에 대해서 표지판(102)의 크기가 다른 것을 확인 할 수 있다. 차량의 주행에 따라 표지판(102)의 크기가 다르기 때문에 정확한 위치를 구하기 위해서는 표지판(102) 점의 이동을 계산해야 한다. 즉, 중심점의 이동을 계산하여 표지판(102)의 위치를 계산할 수 있다.In addition, the structure detector 130 may detect a structure having a movement change of a central point as a sign 102 using the speed and yaw rate of the vehicle in the obtained front image, as shown in FIG. 3 . 3 is a diagram illustrating an example of detecting a sign along with a lane in a forward image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3 , the sign 102 continuously changes in size in the forward image. This is because a moving vehicle is approaching the sign 102 . That is, it can be confirmed that the size of the sign 102 is different when the vehicle is far from the sign 102 and when the vehicle is close to the sign 102 . Since the size of the sign 102 varies according to the driving of the vehicle, the movement of the point of the sign 102 must be calculated in order to obtain an accurate location. That is, the position of the sign 102 can be calculated by calculating the movement of the central point.

제어부(140)는 검출된 차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정하며, 차선 ROI 및 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식한다.The controller 140 recognizes the width of the lane based on the detected lane and sets a lane ROI (Region Of Interest) in the front image, recognizes the location of the detected structure and sets the structure ROI, and sets the lane ROI and structure After setting the ROI of the surrounding lanes according to the ROI, the surrounding lanes are recognized based on the ROI of the surrounding lanes.

또한, 제어부(140)는, 차선 ROI 및 구조물 ROI에 따라 자차선과 구조물을 제외하고 주변차선 관심영역(ROI)에 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.In addition, the controller 140 may recognize the other lane as a neighboring lane when another lane exists in the ROI of the surrounding lane except for the own lane and the structure according to the lane ROI and the structure ROI.

또한, 제어부(140)는 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)에 따른 중심점의 이동을 계산하여 표지판(102)의 위치를 인식하고, 표지판(102)의 위치 정보를 이용하여 표지판의 주변에 차선이 존재하는 원리에 따라 전방 영상에서 표지판을 중심으로 일정 영역에 대해 주변차선 ROI로 설정하고, 주변차선 ROI에서 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 표지판(102)의 위치를 추적하는 방법으로 모션 스테레오(Motion Stereo) 방법을 이용할 수 있다.In addition, the control unit 140 recognizes the position of the sign 102 by calculating the movement of the center point according to the speed and yaw rate of the vehicle, and uses the location information of the sign 102 to determine lanes around the sign. According to this existing principle, a certain area centered on a signpost in the front image is set as the surrounding lane ROI, and when there is another lane excluding the own lane in the surrounding lane ROI, the other lane can be recognized as the surrounding lane. At this time, the controller 140 may use a motion stereo method as a method of tracking the position of the sign 102 .

또한, 구조물 검출부(130)는, 전방 영상에서 단노출 영상과 장노출 영상을 구분하고, 장노출 영상에서 연속된 광원이 아니고 도 4에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 줄지어 있는 구조물에 대해 시선유도 시설물(Delineator)(103)로 검출할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 시선유도 시설물을 검출하는 예를 나타낸 도면이다. 따라서, 제어부(140)는 검출된 시선유도 시설물(103)의 위치 정보를 이용하여 전방 영상에서 시선유도 시설물(103)을 중심으로 주변차선 ROI를 설정하고, 설정된 주변차선 ROI에서 시선유도 시설물을 제외시키고, 또한 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변차선으로 인식할 수 있다.In addition, the structure detection unit 130 distinguishes a short-exposure image and a long-exposure image in the front image, and induces gaze for structures that are not continuous light sources in the long-exposure image and are lined up at regular intervals as shown in FIG. 4 . It can be detected by the Delineator (103). 4 is a diagram illustrating an example of detecting a gaze inducing facility in a front image according to an embodiment of the present invention. Therefore, the controller 140 sets the ROI of the surrounding lanes around the gaze guiding facility 103 in the front image by using the location information of the detected gaze guiding facility 103, and excludes the gaze guiding facility from the set ROI of the surrounding lanes. In addition, when there is another lane other than the own lane, the other lane can be recognized as a neighboring lane.

또한, 제어부(140)는, 검출된 구조물이 도 5에 도시된 바와 같이 검출된 차선(105)의 바깥쪽에 존재하는 경우에, 기둥 부분의 연속된 세로 엣지(Edge)가 일정 개수 이상이면 가드레일(Guardrail)(104)로 인식할 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전방 영상에서 차선을 기준으로 가드레일을 인식하는 예를 나타낸 도면이다.In addition, the control unit 140, when the detected structure exists outside the detected lane 105 as shown in FIG. 5, if the number of continuous vertical edges of the pillar portion exceeds a certain number, the guardrail (Guardrail) 104 can be recognized. 5 is a diagram illustrating an example of recognizing a guardrail based on a lane in a forward image according to an embodiment of the present invention.

따라서, 제어부(140)는 가드레일(104)의 위치 정보를 이용하여 주변차선 ROI를 설정하고, 주변차선 ROI에서 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.Accordingly, the controller 140 may set the ROI of the surrounding lane using the location information of the guardrail 104, and recognize the other lane as the surrounding lane when there is another lane excluding the own lane in the ROI of the surrounding lane. .

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for recognizing a surrounding lane using structure location information according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템(100)은, 영상 획득부(110)가 차량의 전방을 카메라로 촬영하여 전방 영상을 획득한다(S610). 이때, 영상 획득부(110)를 통해 획득된 전방 영상은 도 2에 도시된 바와 같이 차선(105)를 비롯해 구조물(101)을 포함하거나, 도 3에 도시된 바와 같이 차선(105) 이외에 표지판(102)도 포함할 수 있다. 또한, 영상 획득부(110)를 통해 획득된 전방 영상은 도 4에 도시된 바와 같이 시선유도 시설물(103)을 포함하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 가드레일(104)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the surrounding lane recognition system 100 using structure location information according to the present invention, the image acquiring unit 110 photographs the front of the vehicle with a camera to obtain a front image (S610). At this time, the front image acquired through the image acquisition unit 110 includes the structure 101 including the lane 105 as shown in FIG. 2, or the sign (in addition to the lane 105 as shown in FIG. 3) 102) may also be included. In addition, the front image acquired through the image acquisition unit 110 may include a gaze-guiding facility 103 as shown in FIG. 4 or a guardrail 104 as shown in FIG. 5 .

이어, 차선 검출부(120)가 획득된 전방 영상에서 차선을 검출한다(S620). 즉, 차선 검출부(120)는 전술한 바와 같이 확인영역 설정모듈, 도로표시 확인모듈, 관심영역 설정모듈 및 자차선 검출모듈을 통해 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같은 차선(105)을 검출할 수 있다. 이때, 관심영역 설정모듈은 차선 트래킹(Lane Tracking)을 이용하여 관심영역을 설정할 수 있는데, 차선 정보를 예측하는 예측 필터를 이용하여 차선 예측 결과를 산출하고, 산출된 차선 예측 결과와 이전 차선 정보의 차이값을 연산하여 관심영역을 설정함으로써, 관심영역에는 확인영역 내에서 존재하던 도로표시가 제거될 수 있다. 여기서, 이전 차선 정보는 현재 추출되는 차선표시 이전의 차선표시를 추출할 때 얻어진 차선 정보를 의미할 수 있다. 여기서, 예측 필터는 칼만 필터(Kalman Filter)를 포함할 수 있고, 차선 예측 결과 및 이전 차선 정보는 차선에 대한 각도(Angle) 및 오프셋(Offset) 값 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 자차선 검출부는 EDF(Edge Distribution Function), 스티어러블 필터링(Steerable Filtering), 허프변환(Hough Transform), 내부 픽셀 디텍션(Inner Pixel Detection), 내부 픽셀 피팅(Inner Pixel Fitting) 등의 기능을 수행할 수 있다.Subsequently, the lane detection unit 120 detects lanes in the acquired front image (S620). That is, the lane detection unit 120 detects the lane 105 as shown in FIGS. 2 to 5 through the confirmation area setting module, the road marking confirmation module, the area of interest setting module, and the own lane detection module as described above. can At this time, the region of interest setting module may set the region of interest using lane tracking. A lane prediction result is calculated using a prediction filter that predicts lane information, and the calculated lane prediction result and the information of the previous lane are calculated. By calculating the difference value and setting the region of interest, the road marking existing in the region of interest may be removed from the region of interest. Here, the previous lane information may refer to lane information obtained when extracting a lane display prior to the currently extracted lane display. Here, the prediction filter may include a Kalman filter, and the lane prediction result and previous lane information may include information about an angle and an offset value of the lane. In addition, the own lane detection unit performs functions such as Edge Distribution Function (EDF), Steerable Filtering, Hough Transform, Inner Pixel Detection, and Inner Pixel Fitting can do.

이어, 구조물 검출부(130)가 획득된 전방 영상에서 구조물을 검출한다(S630). 즉, 구조물 검출부(130)는, 검출된 차선(105)을 기준으로 도 2에 도시된 바와 같이 차선(105)의 바깥쪽에 있는 구조물(101) 또는 도로 외곽에 있는 구조물(101)을 검출할 수 있다.Subsequently, the structure detection unit 130 detects a structure from the acquired frontal image (S630). That is, the structure detector 130 may detect a structure 101 outside the lane 105 or a structure 101 outside the road as shown in FIG. 2 based on the detected lane 105. there is.

또한, 구조물 검출부(130)는, 획득된 전방 영상에서 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)를 이용해 중심점의 이동 변화가 있는 구조물을 도 3에 도시된 바와 같이 표지판(102)으로 검출할 수 있다. 이때, 구조물 검출부(130)는 객체 검출(Object Detection)에 사용되는 Haar-Feature 기반 Viola-Jones Adaboost(Adaptive Boosting) 알고리즘을 이용하여 표지판(102)을 검출할 수 있다.In addition, the structure detector 130 may detect a structure having a movement change of a central point as a sign 102 using the speed and yaw rate of the vehicle in the obtained front image, as shown in FIG. 3 . At this time, the structure detector 130 may detect the sign 102 using the Haar-Feature-based Viola-Jones Adaboost (Adaptive Boosting) algorithm used for object detection.

또한, Haar-Feature 기반 Viola-Jones Adaboost(Adaptive Boosting) 알고리즘은, 다수의 Strong Classifier가 Cascade 구조를 가지고, 입력 영상이 추출한 영상에 1 픽셀(Pixel) 내지 2 픽셀의 마진 픽셀(Margin Pixel)을 추가한 후 특정 크기(예, 20ㅧ20)로 일반화(Normalization) 한 표지판 영상(Positive Sample)인지, 영상이 없는 영상에서 랜덤(Random)하게 추출한 비표지판 영상(Negative Sample)인지를 구분하게 된다.In addition, in the Haar-Feature-based Viola-Jones Adaboost (Adaptive Boosting) algorithm, a plurality of strong classifiers have a cascade structure and add 1 to 2 pixel margin pixels to the image extracted from the input image. After that, it is distinguished whether it is a positive sample that has been normalized to a specific size (eg, 20 × 20), or a non-sign image (Negative Sample) randomly extracted from an image without an image.

또한, Haar-Feature 기반 Viola-Jones Adaboost(Adaptive Boosting) 알고리즘은, 실제 인식 대상의 표지판 영상(Positive Sample)과 비표지판 영상(Negative Sample)을 이용하여 검출기(Detector)를 학습시키는 표지판 학습(Sample Training) 과정과, 전방 영상의 관심 영역(ROI)에 대해 스캔 윈도우 검사(Sacn-Window Search) 방식을 사용하여 입력으로 들어온 Sub-window가 실제 '표지판'인지 '비표지판'인지를 판단하는 스캔 윈도우 검사 과정을 포함한다.In addition, the Haar-Feature-based Viola-Jones Adaboost (Adaptive Boosting) algorithm uses sign images (Positive Sample) and non-sign image images (Negative Sample) of the actual recognition target to train the detector (Sample Training). ) process, and scan window inspection to determine whether the sub-window input as an input is actually a 'sign' or 'non-sign' by using the scan window inspection (Sacn-Window Search) method for the region of interest (ROI) of the front image include the process

Haar-Feature 기반 Viola-Jones Adaboost(Adaptive Boosting) 알고리즘은, 표지판 영상(Positive Sample)과 비표지판 영상(Negative Sample)에 대한 숫자 비율을 1:2로 하여 검출기를 학습시킨다.The Haar-Feature-based Viola-Jones Adaboost (Adaptive Boosting) algorithm trains the detector by setting the number ratio of the sign image (positive sample) and the non-sign image (negative sample) to 1:2.

Haar-Feature 기반 Viola-Jones Adaboost(Adaptive Boosting) 알고리즘은, 수평 검출기(Horizontal Detector)를 통해 2020으로 일반화(Normalization) 된 영상에서 가로 20, 세로 10으로 이루어진 부분만을 학습시키거나, 수직 검출기(Vertical Detector)를 통해 2020으로 일반화(Normalization) 된 영상에서 가로 10, 세로 20으로 이루어진 부분만을 학습시킬 수 있다.The Haar-Feature-based Viola-Jones Adaboost (Adaptive Boosting) algorithm learns only the part consisting of 20 horizontally and 10 vertically from an image normalized to 2020 through a horizontal detector, or ), it is possible to learn only the part consisting of 10 horizontally and 20 vertically in the image normalized to 2020.

Haar-Feature 기반 Viola-Jones Adaboost(Adaptive Boosting) 알고리즘은, 수평 검출기(Horizontal Detector)와 수직 검출기(Vertical Detector)에 의해 오버랩(Overlap)이 발생된 영역을 실제 '표지판' 영역으로 검출할 수 있다.The Haar-Feature-based Viola-Jones Adaboost (Adaptive Boosting) algorithm can detect an area in which overlap occurs by a horizontal detector and a vertical detector as an actual 'sign' area.

또한, 구조물 검출부(130)는, 전방 영상에서 단노출 영상과 장노출 영상을 구분하고, 장노출 영상에서 연속된 광원이 아니고 일정 간격으로 줄지어 있는 구조물에 대해 도 4에 도시된 시선유도 시설물(Delineator)(103)로 검출할 수 있다.In addition, the structure detection unit 130 distinguishes between a short exposure image and a long exposure image in the front image, and the gaze-guiding facility shown in FIG. 4 for structures lined up at regular intervals rather than continuous light sources in the long exposure image ( Delineator) (103).

이어, 제어부(140)가 검출된 차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정한다(S640).Subsequently, the control unit 140 recognizes the width of the lane based on the detected lane, sets a lane ROI (Region Of Interest) in the front image, recognizes the location of the detected structure, and sets a structure ROI (S640). .

이어, 제어부(140)가 차선 ROI 및 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식한다(S650).Subsequently, the controller 140 sets the ROI of the surrounding lanes according to the lane ROI and the structure ROI, and then recognizes the surrounding lanes based on the ROI of the surrounding lanes (S650).

즉, 제어부(140)는, 차선 ROI 및 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 주변차선 관심영역(ROI)에서 차선과 구조물을 제외하고 주변차선 관심영역(ROI)에 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.That is, after setting the surrounding lane ROI according to the lane ROI and the structure ROI, the controller 140 excludes lanes and structures from the surrounding lane region of interest (ROI) and places other When a lane exists, another lane may be recognized as a neighboring lane.

또한, 제어부(140)는, 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)에 따른 중심점의 이동을 계산하여 도 3에 도시된 표지판(102)의 위치를 인식하고, 표지판의 위치 정보를 이용하여 표지판의 주변에 차선이 존재하는 원리에 따라 전방 영상에서 표지판을 중심으로 일정 영역에 대해 주변차선 ROI로 설정하고, 주변차선 ROI에서 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.In addition, the control unit 140 recognizes the position of the sign 102 shown in FIG. 3 by calculating the movement of the center point according to the speed and yaw rate of the vehicle, and uses the position information of the sign to determine the position of the sign. According to the principle that lanes exist in the surroundings, the ROI of the surrounding lanes is set for a certain area centered on the sign in the front image, and when there are other lanes excluding the own lane in the ROI of the surrounding lanes, the other lanes can be recognized as the surrounding lanes. can

또한, 제어부(140)는 검출된 시선유도 시설물(103)의 위치 정보를 이용하여 전방 영상에서 시선유도 시설물(103)을 중심으로 주변차선 ROI를 설정하고, 주변차선 ROI에서 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변차선으로 인식할 수 있다.In addition, the controller 140 sets the ROI of the surrounding lanes around the gaze guiding facility 103 in the front image by using the location information of the detected gaze guiding facility 103, and the other lanes excluding the own lane from the ROI of the surrounding lanes. When there exists, other lanes can be recognized as neighboring lanes.

본 발명에 따른 전방 영상의 광원에서 시선유도 시설물(103)을 인식하는 방법은 일반적인 광원 인식과 다른 방법을 사용한다. 기존의 광원 인식에서 시선유도 시설물(103)은 광원이 아니기 때문에 오인식의 원인이 되는 부분이다. 그러나 도로 구조물에서 시선유도 시설물(103)은 중요한 정보이다. 도 4에 도시된 바와 같이 시선유도 시설물(103)은 광원이 아니지만 주변 차선을 인식하기 위해서는 위치를 알고 있을 때 주변 차선 인식에 도움이 된다. 기존의 광원 인식 방법에서는 두 장의 영상을 사용하여 광원과 비 광원을 구별하였다. 즉, 장노출 영상과 단노출 영상을 사용한다. 광원의 경우 장노출 영상과 단노출 영상 모두에서 나타나기 때문에 광원을 인식할 수 있다. 그러나 시선유도 시설물(103)의 경우는 단노출에서는 나타나지 않는다. 또한 시선유도 시설물(103)의 경우는 도로에 줄지어 있다. 도 4에서 보는 것과 같이 장노출과 단노출에서 광원과 광원이 아닌 물체를 구별할 수 있다.The method of recognizing the gaze inducing facility 103 from the light source of the front image according to the present invention uses a different method from a general light source recognition. In the existing light source recognition, since the gaze inducing facility 103 is not a light source, it is a part that causes misrecognition. However, in the road structure, the gaze guiding facility 103 is important information. As shown in FIG. 4 , the eye guiding facility 103 is not a light source, but is helpful in recognizing the surrounding lane when the location is known in order to recognize the surrounding lane. In the existing light source recognition method, two images were used to distinguish between light sources and non-light sources. That is, a long-exposure image and a short-exposure image are used. In the case of a light source, since it appears in both long-exposure images and short-exposure images, the light sources can be recognized. However, in the case of the eye guiding facility 103, it does not appear in a single exposure. Also, in the case of gaze inducing facilities 103, they are lined up on the road. As shown in FIG. 4 , a light source and an object other than a light source can be distinguished in a long exposure and a short exposure.

또한, 제어부(140)는, 검출된 구조물이 도 5에 도시된 바와 같이 검출된 차선(105)의 바깥쪽에 존재하는 경우에, 기둥 부분의 연속된 세로 엣지(Edge)가 일정 개수 이상이면 가드레일(Guardrail)(104)로 인식할 수 있다.In addition, the control unit 140, when the detected structure exists outside the detected lane 105 as shown in FIG. 5, if the number of continuous vertical edges of the pillar portion exceeds a certain number, the guardrail (Guardrail) 104 can be recognized.

이에, 제어부(140)는, 가드레일(104)의 위치 정보를 이용하여 주변차선 ROI를 설정하고, 주변차선 ROI에서 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식할 수 있다.Accordingly, the controller 140 may set the ROI of the surrounding lane using the location information of the guardrail 104, and recognize the other lane as the surrounding lane when there is a lane other than the own lane in the ROI of the surrounding lane. there is.

가드레일은 중앙선 및 바깥 차선에 위치하고 있다. 가드레일의 경우 주변 차선과 영상에서의 위치가 비슷하기 때문에 오인식 할 수 있는 경우가 많다. 그러므로 가드레일의 특성을 이용하여 가드레일을 구별하고 인식하여 주변 차선에서 오인식을 줄일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 가드레일의 특징은 밑부분에 있다. 기둥 부분의 연속된 세로 엣지를 이용하여 인식하면 가드레일을 인식할 수 있다. 이러한 인식 정보를 이용하여 주변 차선 ROI를 설정하고 제거할 수 있다.Guardrails are located on the center line and outside lanes. In the case of a guardrail, it is often misrecognized because its location in the image is similar to that of the surrounding lanes. Therefore, it is possible to reduce misrecognition in the surrounding lanes by distinguishing and recognizing the guardrail using the characteristics of the guardrail. As shown in Figure 5, the feature of the guardrail is at the bottom. Guardrails can be recognized by recognizing them using the continuous vertical edges of the pillars. Using this recognition information, the ROI of the surrounding lane may be set and removed.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량이 도로를 주행하는 중에 도로 상에 설치된 구조물의 위치 정보를 획득하고 이를 활용하여 주변 차선의 유무 및 주변 차선 관심영역(ROI)을 설정할 수 있도록 하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, location information of structures installed on the road is obtained while the vehicle is driving on the road, and by using this, the presence or absence of the surrounding lane and the location of the structure enabling the setting of a region of interest (ROI) in the surrounding lane A method and system for recognizing surrounding lanes using information may be realized.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting, since the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. only do The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100 : 주변 차선 인식 시스템 101 : 구조물
102 : 표지판 103 : 시선유도 시설물
104 : 가드레일 105 : 차선
110 : 영상 획득부 120 : 차선 검출부
130 : 구조물 검출부 140 : 제어부
100: surrounding lane recognition system 101: structure
102: sign 103: gaze inducing facility
104: guardrail 105: lane
110: image acquisition unit 120: lane detection unit
130: structure detection unit 140: control unit

Claims (18)

차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 획득된 전방 영상에서 자차선 또는 차선을 검출하는 차선 검출부;
상기 획득된 전방 영상에서 구조물을 검출하는 구조물 검출부; 및
상기 검출된 차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 상기 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 상기 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정하며, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 상기 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식하는 제어부;
를 포함하며,
상기 구조물 검출부는,
상기 구조물이 상기 획득된 전방 영상에서 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)를 이용해 중심점의 이동 변화가 있는 구조물인 경우,
상기 구조물을 표지판으로 검출하는 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
An image acquisition unit for acquiring a front image by photographing the front of the vehicle;
a lane detection unit for detecting an own lane or a lane in the acquired front image;
a structure detector detecting a structure in the acquired frontal image; and
Based on the detected lane, the width of the lane is recognized and a lane ROI (Region Of Interest) is set in the forward image, a structure ROI is set by recognizing the position of the detected structure, and the lane ROI and the structure a control unit configured to set a region of interest (ROI) for a surrounding lane according to the ROI and then recognize a surrounding lane based on the ROI;
Including,
The structure detection unit,
If the structure has a movement change of the center point using the speed and yaw rate of the vehicle in the acquired front image,
A system for recognizing surrounding lanes using structure location information for detecting the structure as a sign.
제 1 항에 있어서,
상기 구조물 검출부는, 상기 검출된 차선을 기준으로 차선의 바깥쪽에 있는 구조물 또는 도로 외곽에 있는 구조물을 검출하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 1,
The system for recognizing surrounding lanes using structure location information, wherein the structure detection unit detects a structure outside the lane or a structure outside the road based on the detected lane.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 자차선과 구조물을 제외하고 상기 주변차선 관심영역(ROI)에 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 1,
The control unit recognizes other lanes as neighboring lanes when other lanes exist in the surrounding lane region of interest (ROI) excluding the own lane and the structure according to the lane ROI and the structure ROI, using structure location information. Perimeter Lane Recognition System.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)에 따른 중심점의 이동을 계산하여 상기 표지판의 위치를 인식하고, 상기 표지판의 위치 정보를 이용하여 상기 표지판의 주변에 차선이 존재하는 원리에 따라 상기 전방 영상에서 상기 표지판을 중심으로 일정 영역에 대해 주변차선 ROI로 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 1,
The control unit recognizes the position of the sign by calculating the movement of the center point according to the speed and yaw rate of the vehicle, and according to the principle that a lane exists around the sign using the location information of the sign In the front image, structure location information that is set as a peripheral lane ROI for a certain area centered on the signpost and recognizes the other lane as a peripheral lane when other lanes other than the own lane exist in the peripheral lane ROI surrounding lane recognition system.
제 1 항에 있어서,
상기 구조물 검출부는,
상기 전방 영상에서 단노출 영상과 장노출 영상을 구분하고, 장노출 영상에서 연속된 광원이 아니고 일정 간격으로 줄지어 있는 구조물인 경우,
상기 구조물을 시선유도 시설물(Delineator)로 검출하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 1,
The structure detection unit,
In the front image, a short exposure image and a long exposure image are distinguished, and in the case of a structure that is not a continuous light source in the long exposure image but is lined up at regular intervals,
A system for recognizing surrounding lanes using structure location information, which detects the structure as a delineator.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 검출된 시선유도 시설물의 위치 정보를 이용하여 상기 전방 영상에서 상기 시선유도 시설물을 중심으로 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 6,
The control unit sets a peripheral lane ROI centered on the gaze guiding facility in the front image by using the location information of the detected gaze guiding facility, and when other lanes other than the own lane exist in the peripheral lane ROI, A system for recognizing other lanes as surrounding lanes using structure location information.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 검출된 구조물이 기둥 부분의 연속된 세로 엣지(Edge)가 일정 개수 이상인 경우,
상기 검출된 구조물을 가드레일(Guardrail)로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
If the detected structure has more than a certain number of consecutive vertical edges of the column part,
A system for recognizing a surrounding lane using structure location information, recognizing the detected structure as a guardrail.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가드레일의 위치 정보를 이용하여 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 시스템.
According to claim 8,
The control unit sets the ROI of the surrounding lane using the location information of the guardrail, and recognizes the other lane as the surrounding lane when there is a lane other than the own lane in the ROI of the surrounding lane, using structure location information Perimeter Lane Recognition System.
(a) 영상 획득부가 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 단계;
(b) 자차선 검출부가 상기 획득된 전방 영상에서 자차선을 검출하는 단계;
(c) 구조물 검출부가 상기 획득된 전방 영상에서 구조물을 검출하는 단계;
(d) 제어부가 상기 검출된 자차선에 근거해 차선의 폭을 인식하여 상기 전방 영상에서 차선 ROI(Region Of Interest)를 설정하고, 상기 검출된 구조물에 대해 위치를 인식하여 구조물 ROI를 설정하는 단계;
(e) 제어부가 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 주변차선 관심영역(ROI)을 설정한 후, 상기 주변차선 관심영역에 근거해 주변 차선을 인식하는 단계;
를 포함하며,
상기 (c) 단계에서 구조물 검출부는,
상기 구조물이 상기 획득된 전방 영상에서 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)를 이용해 중심점의 이동 변화가 있는 구조물인 경우,
상기 구조물을 표지판으로 검출하는 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
(a) acquiring a front image by photographing the front of the vehicle by an image acquisition unit;
(b) detecting, by an own lane detection unit, an own lane line from the obtained front image;
(c) detecting a structure from the acquired frontal image by a structure detection unit;
(d) setting a lane ROI (Region Of Interest) in the front image by recognizing the width of the lane based on the detected own lane, and recognizing the position of the detected structure to set the structure ROI ;
(e) setting a surrounding lane ROI according to the lane ROI and the structure ROI, and then recognizing the surrounding lane based on the surrounding lane ROI;
Including,
In step (c), the structure detection unit,
If the structure has a movement change of the center point using the speed and yaw rate of the vehicle in the acquired front image,
A method for recognizing surrounding lanes using structure location information for detecting the structure as a sign.
제 10 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 구조물 검출부는, 상기 검출된 차선을 기준으로 차선의 바깥쪽에 있는 구조물 또는 도로 외곽에 있는 구조물을 검출하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
According to claim 10,
In the step (c), the structure detection unit detects a structure outside the lane or a structure outside the road based on the detected lane.
제 10 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 차선 ROI 및 상기 구조물 ROI에 따라 자차선과 구조물을 제외하고 상기 주변차선 관심영역(ROI)에 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
According to claim 10,
In the step (e), the control unit recognizes another lane as a neighboring lane when another lane exists in the surrounding lane region of interest (ROI) excluding the own lane and the structure according to the lane ROI and the structure ROI , A method for recognizing surrounding lanes using structure location information.
삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 차량의 속도와 요 레이트(yaw rate)에 따른 중심점의 이동을 계산하여 상기 표지판의 위치를 인식하고, 상기 표지판의 위치 정보를 이용하여 상기 표지판의 주변에 차선이 존재하는 원리에 따라 상기 전방 영상에서 상기 표지판을 중심으로 일정 영역에 대해 주변차선 ROI로 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
According to claim 10,
In the step (e), the control unit recognizes the position of the sign by calculating the movement of the center point according to the speed and yaw rate of the vehicle, and uses the position information of the sign to determine the location around the sign. According to the principle of existence of lanes, the surrounding lane ROI is set for a certain area centered on the sign in the front image, and when there are other lanes excluding the own lane in the surrounding lane ROI, the other lanes are designated as the surrounding lanes. A method for recognizing surrounding lanes using structure location information.
제 10 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 구조물 검출부는,
상기 전방 영상에서 단노출 영상과 장노출 영상을 구분하고, 장노출 영상에서 연속된 광원이 아니고 일정 간격으로 줄지어 있는 구조물인 경우,
상기 구조물을 시선유도 시설물(Delineator)로 검출하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
According to claim 10,
In the step (c), the structure detection unit,
In the front image, a short exposure image and a long exposure image are distinguished, and in the case of a structure that is not a continuous light source in the long exposure image but is lined up at regular intervals,
A method for recognizing surrounding lanes using structure location information, wherein the structure is detected by a gaze inducing facility (Delineator).
제 15 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 상기 제어부는 상기 검출된 시선유도 시설물의 위치 정보를 이용하여 상기 전방 영상에서 상기 시선유도 시설물을 중심으로 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
According to claim 15,
In the step (e), the control unit sets a peripheral lane ROI centered on the gaze guiding facility in the front image by using the location information of the detected gaze guiding facility, and other lanes other than the own lane are set in the peripheral lane ROI. A method for recognizing surrounding lanes using structure location information, recognizing another lane as a surrounding lane when a lane exists.
제 10 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 상기 제어부는,
상기 검출된 구조물이 기둥 부분의 연속된 세로 엣지(Edge)가 일정 개수 이상인 경우,
상기 검출된 구조물을 가드레일(Guardrail)로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
According to claim 10,
In the step (e), the control unit,
If the detected structure has more than a certain number of consecutive vertical edges of the column part,
A method for recognizing surrounding lanes using structure location information, wherein the detected structure is recognized as a guardrail.
제 17 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 가드레일의 위치 정보를 이용하여 주변차선 ROI를 설정하고, 상기 주변차선 ROI에서 상기 자차선을 제외한 다른 차선이 존재하는 경우에 다른 차선을 주변 차선으로 인식하는, 구조물 위치 정보를 이용한 주변 차선 인식 방법.
18. The method of claim 17,
In the step (e), the control unit sets the ROI of the surrounding lane using the location information of the guardrail, and recognizes the other lane as the surrounding lane when there is a lane other than the own lane in the ROI of the surrounding lane. A method for recognizing surrounding lanes using structure location information.
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