KR102556616B1 - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차량은 차량 주변의 영상을 촬영하는 영상 획득부와 획득한 영상에 대하여 관심 영역(ROI: Region Of Interest)를 설정하고, 설정한 관심 영역에 포함된 차선 또는 주변 차량의 차륜을 인식하고, 인식된 차선으로부터 차량의 차속을 추정하거나, 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어 방법 {VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 차량의 근접 차량의 속도를 영상정보를 통해 확보함에 따라 주변 차량의 속도를 정확하게 측정하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
차량은, 도로나 선로를 주행하면서 사람이나 물건을 목적지까지 운반할 수 있는 장치를 의미한다. 차량은 주로 차체에 설치된 하나 이상의 차륜을 이용하여 여러 위치로 이동할 수 있다. 이와 같은 차량으로는 삼륜 또는 사륜 자동차나, 모터사이클 등의 이륜 자동차나, 건설 기계, 자전거 및 선로 상에 배치된 레일 위에서 주행하는 열차 등이 있을 수 있다.
현대 사회에서 자동차는 가장 보편적인 이동 수단으로서 자동차를 이용하는 사람들의 수는 증가하고 있다. 자동차 기술의 발전으로 인해 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 편해지는 등의 장점도 있지만, 우리나라와 같이 인구밀도가 높은 곳에서는 도로 교통 사정이 악화되어 교통 정체가 심각해지는 문제 및 주차 공간의 부족과 같은 단점이 있다.
오늘날, 차량에는 운전자를 보호하고 운전자에게 편의와 재미를 제공하기 위하여 다양한 전장 부품이 마련되고 있다. 예를 들어, 차량에는 주행 보조 시스템, 시트 열선 등 큰 전력을 소비하는 전장 부품들이 마련되고 있다.
일 예로, 차량에는 운전자의 편의 및 안전을 보장하기 위한 주행 보조 시스템또는 차량 운전자의 운전 편의를 위해 자율 주행 시스템이 탑재될 수 있다. 이 때, 주행 보조 시스템 및 자율 주행 시스템의 그 동작은 카메라 및 레이더를 이용하여 전방 또는 측방, 후방의 주변 차량을 인식하고, 주변 차량와의 거리 및 상대 속도를 측정하여 차량의 주행 동작을 용이하게 하는 것이 일반적이다.
일 측면은 자율 주행 차량의 주변 차량의 차속을 정확하게 판단하여 주행 보조 시스템의 동작 정확성을 개선하고자 한다.
다른 일 측면은 자율 주행 차량의 차선 변경 시, 주변 차량의 차속 정보를 정확히 측정함에 따라 사고 발생 확률을 최소화하고자 한다.
또한, 다른 일 측면은 휠 속도 센서의 센서 특성상 지연이 발생하여 차량의 종방향 속도를 정확하게 측정할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.
일 측면은 차량 주변의 영상을 촬영하는 영상 획득부;와 획득한 영상에 대하여 관심 영역(ROI: Region Of Interest)를 설정하고, 설정한 관심 영역에 포함된 차선 또는 주변 차량의 차륜을 인식하고, 인식된 차선으로부터 상기 차량의 차속을 추정하거나, 상기 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 제어부;를 포함하는 차량이 제공될 수 있다.
또한, 상기 차량의 주변 장애물을 감지하는 거리 검출부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 거리 검출부로부터 상기 주변 장애물 감지 정보가 입력되면, 상기 관심 영역을 좁게 설정할 수 있다.
또한, 설정한 관심 영역에 포함된 차선이 점선 차선인 경우에 상기 점선 차선의 가장자리를 인식하고, 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임에 포함된 가장자리의 좌표로부터 상기 차량의 속도를 추정할 수 있다.
또한, 상기 차량의 휠 속을 측정하는 휠 속 측정부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정할 수 있다.
또한, 제어부는, 설정한 관심 영역에 포함된 주변 차량의 차륜의 가장자리를 인식하고, 인식한 가장자리를 2차 곡선에 피팅하여 변화율이 가장 작은 포인트를 지면과의 접점으로 결정할 수 있다.
또한, 제어부는, 상기 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임에 포함된 지면과의 접점의 좌표간 거리를 상기 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임 간 시간 간격으로 나눠 상기 주변 차량의 상대 속도를 추정할 수 있다.
또한, 제어부는, 주변 차량의 상대 속도를 기초로 상기 주변 차량의 절대 속도를 산출할 수 있다.
다른 일 측면은 차량 주변의 영상을 촬영하는 단계;와 획득한 영상에 대하여 관심 영역(ROI: Region Of Interest)를 설정하는 단계;와 설정한 관심 영역에 포함된 차선 또는 주변 차량의 차륜을 인식하는 단계; 및 인식된 차선으로부터 상기 차량의 차속을 추정하거나, 상기 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 단계;를 포함하는 차량 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 차량의 주변 장애물을 감지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 관심 영역을 설정하는 단계;는, 주변 장애물 감지 정보가 입력되면, 상기 관심 영역을 좁게 설정할 수 있다.
또한, 인식된 차선으로부터 상기 차량의 차속을 추정하는 단계;는, 설정한 관심 영역에 포함된 차선이 점선 차선인 경우에 상기 점선 차선의 가장자리를 인식하는 단계; 및 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임에 포함된 가장자리의 좌표로부터 상기 차량의 속도를 추정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 차량의 휠 속을 측정하는 단계;를 더 포함하고, 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임에 포함된 가장자리의 좌표로부터 상기 차량의 속도를 추정하는 단계;는 상기 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 휠 속을 보정하는 단계;는 상기 측정된 휠 속이 미리 설정한 임계 차속보다 작은 경우에 상기 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정할 수 있다.
또한, 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 단계는, 상기 설정한 관심 영역에 포함된 주변 차량의 차륜의 가장자리를 인식하고, 인식한 가장자리를 2차 곡선에 피팅하여 변화율이 가장 작은 포인트를 지면과의 접점으로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임에 포함된 지면과의 접점의 좌표간 거리를 상기 적어도 하나의 시계열적 영상 프레임 간 시간 간격으로 나눠 상기 주변 차량의 상대 속도를 추정할 수 있다.
또한, 상기 주변 차량의 상대 속도를 기초로 상기 주변 차량의 절대 속도를 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 자율 주행 차량의 주변 차량의 차속을 정확하게 판단하여 주행 보조 시스템의 동작 정확성을 향상시킬 수 있다.
또한, 자율 주행 차량의 차선 변경 시, 주변 차량의 차속 정보를 정확히 측정함에 따라 사고 발생 확률을 줄일 수 있다.
본 발명은 휠 속도 센서의 센서 특성상 지연이 발생하여 차량의 종방향 속도를 보정하여 센서 오차를 감소시키고자 한다.
도 1은 실시 예에 따른 차량의 외관 예시도이다.
도 2는 실시 예에 따른 차량의 내부 예시도이다.
도 3은 실시 예에 따른 차량의 내부 블록도 이다.
도 4는 차량 측면 영상 프레임을 나타낸 개략도이다.
도 5는 시계열적 차량 측면 영상 프레임을 나타낸 개략도이다.
도 6은 차량의 주변 차량의 휠을 포함한 영상을 나타낸 개략도이다.
도 7은 차량의 주변 차량의 휠을 포함한 영상 내 관심 영역을 나타낸 개략도이다.
도 8 및 도 9는 차량 제어 방법의 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치가 마련된 차량의 외관 예시도이고 도 2는 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치가 마련된 차량의 내부 예시도이다.
차량(1)은 내장과 외장을 갖는 차체(Body)와, 차체를 제외한 나머지 부분으로 주행에 필요한 기계 장치가 설치되는 차대(Chassis)를 포함한다.
도 1 에 도시된 바와 같이 차체의 외장(110)은 프론트 패널(111), 본네트(112), 루프 패널(113), 리어 패널(114), 트렁크(115), 전후좌우 도어(116), 전후좌우 도어(116)에 개폐 가능하게 마련된 창문(117)을 포함한다.
그리고 차체의 외장은 프론트 패널, 본네트, 루프 패널, 리어 패널, 트렁크, 전후좌우 도어의 창문 사이의 경계에 마련된 필러(118)와, 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(119)를 더 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 내장(120)은 탑승자가 앉는 시트(121)와, 대시 보드(122)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향전환 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 자동변속 선택레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉 클러스터, 123)과, 공조 장치의 송풍구와 조절판이 배치되고 라디오 장치 및 오디오 장치가 배치된 센터 페시아(124)를 포함한다.
클러스터(123)는 차량의 주행 정보 및 고장 정보를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다. 여기서 주행 정보는 연비 정보, 주행 가능 거리 정보, 총 주행 거리 정보, 주행 모드를 포함할 수 있고, 고장 정보는 타이어 공기압 이상 정보 등을 포함할 수 있다.
센터 페시아(124)에는 라디오 장치, 오디오 장치, 공조 장치를 제어하기 위한 헤드 유닛(125)과, 멀티단자(126) 등이 설치될 수 있다.
여기서 멀티단자(126)는 헤드 유닛(125)과 인접한 위치에 배치될 수 있고, USB 포트, AUX단자를 포함하고, SD슬롯을 더 포함할 수 있다.
멀티단자(126)는 USB 포트를 통해 사용자용 단말기와 통신을 수행하는 것도 가능하다. 여기서 사용자용 단말기는 이동 및 통신이 가능한 디바이스로, 스마트 폰, 노트북, 태블릿 및 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있다.
차량(1)은 각종 기능의 동작 명령을 입력받기 위한 입력부(127)를 더 포함할 수 있다.
입력부(127)는 헤드 유닛(125) 및 센터페시아(124)에 마련될 수 있고, 각종 기능의 동작 온 오프 버튼, 각종 기능의 설정값을 변경하기 위한 버튼 등과 같은 적어도 하나의 물리적인 버튼을 포함한다.
입력부(127)는 차량용 단말기(130)의 표시부에 일체로 마련된 터치 패널을 포함할 수 있다. 이러한 입력부(127)는 단말기(130)의 표시부에 표시된 버튼의 위치 정보를 입력받는다.
입력부(127)는 차량용 단말기(130)의 표시부에 표시된 커서의 이동 명령 및 선택 명령 등을 입력하기 위한 조그 다이얼 또는 터치 패드를 더 포함하는 것도 가능하다.
여기서 조그 다이얼 또는 터치 패드는 센터페시아 등에 마련될 수 있다.
차량(1)은 헤드 유닛에 마련되고, 차량에서 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 표시부(128)를 더 포함할 수 있다.
표시부(128)는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
차량용 단말기(130)는 전후좌우 방향의 영상을 표시하는 것도 가능하고, 내비게이션 모드와 연동하여 지도 정도 및 길 안내 정보를 표시하는 것도 가능하다.
이러한 차량용 단말기(130)는 대시 보드 상에 거치식으로 설치될 수도 있고 센터 페시아 상에 매립식으로 설치될 수도 있다.
단말기(130)의 표시부는 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 것도 가능하다.
차량(1)은 센터페시아(124)에 마련되고 조작 위치를 입력받는 변속 레버(140)와, 변속 레버(140)의 주변 또는 헤드 유닛(125)에 위치하고 전자식 주차 브레이크 장치(미도시)의 동작 명령을 입력받는 주차 버튼(EPB 버튼)을 더 포함한다.
따라서, 차량(1)은 변속 레버가 P단에 위치하고, 전자식 주차 브레이크 장치(미도시)가 체결된 것으로부터 운전자의 주차 의지를 파악할 수 있다.
또한, 차량은 변속 레버의 위치를 제동 장치(161)는 오토 홀드(Auto Hole) 기능을 수행할 수 있다. 여기서 오토 홀드 기능은 변속 레버의 위치가 드라이브 단(D단)인 상태에서 일시 정차 시(예, 신호 대기) 브레이크 페달에 인가되는 압력이 해제되어도 제동력이 유지되어 차량이 갑자기 주행하지 않도록 차륜을 잡아주는 기능으로, 엑셀러레이터 페달이 가압되면 기능이 해제되고 일정 이상의 경사도의 도로에서 차량이 밀리지 않도록 차륜에 제동력을 인가한다.
또한, 차량(1)은 주행 방향을 조절하기 위한 조향 장치의 스티어링 휠(151)과, 사용자의 제동 의지에 따라 사용자에 의해 가압되는 브레이크 페달(152)과, 사용자의 가속 의지에 따라 사용자에 의해 가압되는 엑셀러레이터 페달(153)을 포함할 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 차량의 내부 블록도로서, 차량(1)은 내부 각종 전자 장치와 통신을 수행하거나, 차량 외부의 복수의 주변 차량과 통신을 수행하는 통신부(300)와 차량의 위치 정보를 획득하는 위치 수신부(310), 및 차량 주변의 장애물 정보를 감지하는 센서부(320)를 포함하고, 차량(1)을 총괄적으로 제어하는 제어부(181) 및 제어부(181)의 제어 신호에 따라 차량을 구동시키는 구동부(185) 및 저장부(182)를 포함한다.
여기서, 차량(1) 내 포함된 단말기(130)는 차량 내 단말기(130)는 오디오 기능, 비디오 기능, DMB 기능, 라디오 기능, 내비게이션 모드 및 자율 주행 모드에 대한 정보를 입력받고, 수행 중인 기능이나 모드에 대한 동작 정보를 표시한다.
일 예로, 차량 내 단말기(130)는 센서부(320)를 통해 감지한 전후좌우 방향의 영상을 표시하는 것도 가능하다.
이러한 단말기(130)는 입력부(127)와 표시부(128)를 포함할 수 있다. 이러한 단말기(130)의 입력부는 터치패널일 수 있고, 표시부는 디스플레이 패널일 수 있다.
단말기(130)는 터치 패널과 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린으로 마련될 수 있다.
아울러 단말기(130)는 표시부인 디스플레이 패널만을 포함하는 것도 가능하고, 이때 차량의 센터페시아에 마련된 입력부(127)를 통해 동작 정보 및 동작 명령을 입력받는 것도 가능하다. 예를 들어, 단말기의 입력부(127)를 통하여 사용자로부터 주차 예상 시간을 입력 받는 것도 가능하다.
단말기의 표시부(128)는 차량의 주차 시 차량 내부의 온도를 표시하는 것도 가능하다
아울러, 단말기(130)는 내비게이션 모드 및 자율 주행 모드를 제어하기 위한 제어부(181)와 통신을 수행하고, 통신을 통해 수신된 제어부(181)의 제어 명령에 기초하여 표시 동작을 수행하는 것도 가능하다.
통신부(300)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
따라서, 차량(1)은 통신부(300)의 외부 장치와 통신을 수행하여, 현재 위치의 주변 정밀 지도를 확보할 수 있다. 주변 정밀 지도는 주행 차로를 포함하는 차선 정보, 주행 가능 경로 및 주행 방향 등의 상세한 지도 정보를 의미한다.
이 때, 근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈, 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 무선 통신 모듈은 라디오 데이터 시스템 교통 메시지 채널(Radio Data System-Traffic Message Channel, RDS-TMC), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
이 때, 무선 통신 모듈은 교통정보 신호를 수신하는 안테나 및 수신기 (Receiver)를 포함하는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조하기 위한 교통정보 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.
한편, 통신부(300)는 차량(1) 내부의 전자 장치들 사이의 통신을 위한 내부 통신 모듈(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 차량(1)의 내부 통신 프로토콜로는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnection Network), 플렉스레이(FlexRay), 이더넷(Ethernet) 등을 사용할 수 있다.
위치 수신부(173)는 자 차량의 위치를 수신한다.
위치 수신부(173)는 복수 개의 위성과 통신을 수행하여 자 차량의 위치를 계산하는 GPS(Global Positioning System) 수신기를 포함할 수 있다.
센서부(320)는 차량 주변의 장애물을 감지할 수 있는 것으로, 거리 검출부(321), 영상 획득부(322) 및 휠 속 측정부(323)를 포함할 수 있다.
거리 검출부(321)는 주변의 타 차량 및 장애물과의 거리를 검출한다. 이러한 거리 검출부(321)는 차량의 외장의 전후좌우에 각각 마련될 수 있다.
이러한 거리 검출부(321)는 라이더 센서를 포함한다.
라이다(LiDAR: Light Detection And Ranging)센서는 레이저 레이다(Laser Radar) 원리를 이용한 비접촉식 거리 검출 센서이다.
라이다 센서는 레이저를 송신하는 송신부와, 센서 범위 내에 존재하는 물체의 표면에 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.
여기서 레이저는 단일레이저 펄스일 수 있다.
거리 검출부(321)는 초음파 센서 또는 레이더 센서를 포함할 수도 있다.
초음파 센서는 초음파를 일정시간 발생시킨 뒤 물체에 반사되어 돌아오는 신호를 검출한다.
초음파 센서는 근거리 범위 내에서 보행자 등의 장애물의 유무를 판별하는데 사용될 수 있다.
레이더(Radar) 센서는 발신 및 수신을 같은 장소에서 행할 때, 전파의 방사에 의하여 생긴 반사파를 이용하여 물체의 위치를 탐지하는 장치이다.
이러한 레이더 센서는 송신한 전파와 수신되는 전파가 겹쳐서 구별이 곤란하게 되는 것을 방지하기 위하여 도플러 효과를 이용하거나 송신전파의 주파수를 시간에 따라 변경하거나 송신전파로 펄스파를 출력하기도 한다.
참고로, 라이다 센서는 레이더(RaDAR: Radio Detecting And Ranging) 센서에 비해 횡방향에 대한 감지 정확도가 높기 때문에 전방에 통로가 존재하는지 판단하는 과정의 정확도를 높일 수 있다.
따라서, 거리 검출부(321)는 라이다 센서, 초음파 센서, 및 레이더 센서 등의 감지 신호를 기초로 차량(1) 주변의 장애물을 감지할 수 있다.
영상 획득부(322)는 도로의 영상을 획득하고, 획득된 영상을 제어부(181)에 전송한다. 여기서 도로의 영상은 자 차량의 주행 방향을 기준으로 전진 방향의 도로의 영상일 수 있다.
영상 획득부(322)는 카메라로, CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 포함할 수 있다.
영상 획득부(322)는 전면의 윈도우 글래스에 마련되되 차량 내부의 윈도 글래스에 마련될 수도 있고, 차량 내부의 룸 미러에 마련될 수도 있으며, 루프 패널(113)의 마련되되 외부로 노출되도록 마련될 수도 있다.
따라서, 영상 획득부(322)는 차량(1) 주변을 주행하는 주변 차량을 포함하는 장애물을 포함하는 영상 정보를 획득할 수 있다.
휠 속 측정부(323)는 각 차륜에 휠 속도 센서를 장착하여 휠속을 측정하고 측정한 휠속을 제어부(181)에 전송한다.
다음으로, 제어부(181)는 차량에 마련되고 차량에 마련된 각종 구동 장치와 부가 장치를 총괄적으로 제어한다.
특히, 제어부(181)는 차량(1)의 후측방 경보 시스템(BSD: Blind Spot Detection)을 포함하는 것으로, 센서부(320)의 거리 검출부(321)에서 획득한 장애물과의 거리 정보 및 영상 획득부(322)로부터 획득한 영상 정보를 기초로 감지된 정보를 운전자에게 제공할 수 있다.
제어부(181)는 센서부(320)의 영상 획득부(322)를 통하여 획득한 영상에 대하여 영상 속에 포함된 차선 또는 주변 차량을 검출하고, 검출된 차선 또는 주변 차량의 시계열적 위치를 분석함에 따라 차량 또는 주변 차량의 속도를 산출할 수 있다.
또한, 센서부(320)에 영상 획득부(322) 이외의 주변 차량을 검출할 수 있는 거리 검출부(321)가 포함된 경우, 영상 속 영역에 대한 위치 신뢰도가 거리 검출부(321)의 센서값을 통하여 신뢰도를 향상시킬 수 있으므로, 영상의 관심 영역(ROI:Region of Interest)가 작게 설정될 수 있다. 따라서, 거리 검출부(321)를 통해 검출된 차량 또는 차량으로 유추될 수 있는 경우에 해당 영역을 영상 검출부(322)가 센싱할 수 있도록 제어부(181)에 해당 정보를 전송할 수 있다.
또한, 일 예로, 거리 검출부(321)에 포함된 센서가 라이다 일 경우에는 해당 영역에 대한 위치 신뢰도가 높으므로 영상의 관심 영역(ROI)를 설정할 때 작게 설정하고, 라이다보다 정확도가 떨어질 수 있는 레이더 일 경우에는 상대적인 위치가 부정확할 수 있어 영상의 관심 영역(ROI)를 비교적 크게 설정할 수 있다.
또한, 일 예로, 거리 검출부(321)가 포함되지 않은 경우, 영상 속에 포함된 물체의 움직임을 기초로 관심 영역(ROI)를 설정할 수 있다.
구체적으로, 도 4 내지 도 7을 통하여 제어부(181)가 획득한 영상 정보를 기초로 차량의 차속 보정 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 4는 차량 측면 영상 프레임을 나타낸 개략도이며, 도 5는 시계열적 차량 측면 영상 프레임을 나타낸 개략도이다.
일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량(100)은 차량 측면에 마련된 카메라 센서가 영상을 획득할 수 있다. 구체적으로, 주행 중인 차량(100)은 차량 측면에 마련된 카메라 센서가 획득한 영상에 점선의 차선(L)을 획득할 수 있다.
특히, 점선의 차선(L)이 영상으로 획득되는 경우, 제어부(181)는 획득된 점선 의 차선에 대하여 가장자리(Edge)부분을 인식하는 것이 가능하다.
구체적으로, 영상 획득부(322)에서 획득한 점섬의 차선(L)을 포함하는 차량 측면의 영상을 IPM(Images Per Minute) 이미지 변환을 통해 에지 검출을 수행한다. 여기서 IPM 이미지 변환이란 1분당 얼마나 단위 이미지(영상 프레임)을 출력할 수 있는지를 의미한다.
따라서, 제어부(181)는 획득한 영상 프레임의 점섬 라인의 가장자리 검출 시 'ㄷ'자 모형(Edge)를 검출할 수 있다.
또한, 제어부(181)는 검출된 가장자리의 영상 프레임들 내 위치 비교를 기초로 자차(100)의 종방향 속도를 검출할 수 있다. 구체적으로, 도 5는 측면 카메라가 획득한 점선 라인(L)의 영상 정보에 포함된 점선 라인(L)의 가장자리(Edge)정보를 기초로 자차(100)의 종방향 속도를 검출하는 방법을 설명하는 개략도이다.
먼저, 제 1 프레임(f1) 내지 제 4 프레임(f4)는 영상 획득부(322)가 획득한 영상 프레임을 의미하는 것으로, IPM 에 따라 해당 시간 간격이 다를 수 있다.
일 예로, 제 1 프레임(f1) 내지 제 4 프레임(f4)에서 검출된 점선 차선(L)은 동일한 점선 차선(L)에 대하여 검출된 가장자리(Edge)가 차량이 종방향(X축)방향으로 전진함에 따라 영상 프레임 내 좌표가 이동함을 확인할 수 있다.
따라서, 제어부(181)는 가장자리(Edge)의 좌표에 대하여 영상의 검출 프레임 시간 간격을 비교하여 차량(100)의 종방향 속도를 검출할 수 있다.
뿐만 아니라, 제어부(181)는 센서부(320)의 휠 속 측정부(323)에서 획득한 차량 속도와 결합하여 차량(100)의 최종 절대 속도를 산출할 수 있다. 이 때, 최종 절대 속도를 산출하는 방법은 다양한 필터링 방법을 통해서 구현 가능하나, 본 발명에서는 생략한다.
따라서, 휠 속 측정부(323)가 저속 주행 상황에서 센싱이 늦어져 발생하는 문제점을 해소하기 위하여 영상의 검출 정보를 기초로 확보한 종방향 속도를 기초로 차속을 보정할 수 있다.
다른 일 예로, 제어부(181)는 도 6은 차량의 주변 차량의 휠을 포함한 영상을 도시한 개략도이며, 도 7은 시계열적 차량 측면 영상 프레임을 나타낸 개략도이다.
제어부(181)는 영상 획득부(322)에서 획득한 영상에 포함된 주변 차량(1000)에 대하여 관심 영역(ROI)를 설정한다. 마찬가지로, 제어부(181)는 관심 영역 설정 시, 센서부(320)에 영상 획득부(322) 이외의 주변 차량을 검출할 수 있는 거리 검출부(321)가 포함된 경우, 영상 속 영역에 대한 위치 신뢰도가 거리 검출부(321)의 센서값을 통하여 신뢰도를 향상시킬 수 있으므로, 영상의 관심 영역(ROI:Region of Interest)가 작게 설정될 수 있다.
구체적으로, 거리 검출부(321)에 포함된 센서가 라이다 일 경우에는 해당 영역에 대한 위치 신뢰도가 높으므로 영상의 관심 영역(ROI)를 설정할 때 작게 설정하고, 라이다보다 정확도가 떨어질 수 있는 레이더 일 경우에는 상대적인 위치가 부정확할 수 있어 영상의 관심 영역(ROI)를 비교적 크게 설정할 수 있다.
또한, 거리 검출부(321)가 포함되지 않은 경우, 영상 속에 포함된 물체의 움직임을 기초로 관심 영역(ROI)를 설정할 수 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(181)는 영상 검출부(322)에서 획득한 영상에 포함된 주변 차량(1000)에 대하여 점선으로 표시된 사각 영역의 관심 영역(ROI)을 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(181)는 검출된 주변 차량(1000)의 종방향 속도를 산출하기 위하여 영상 속에 포함된 차륜을 포함하는 영역을 관심 영역으로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(181)는 도 7에 도시된 바와 같이, 관심 영역(ROI)에 포함된 차륜에 대하여 차륜의 가장자리(Edge_wheel)를 검출할 수 있다. 또한, 제어부(181)는 해당 영상에서 추출된 차륜의 가장자리(Edge_wheel) 성분 중 이어지는 복수의 점을 이어 하나의 세트(set)로 구성할 수 있다.
또한, 제어부(181)는 해당 세트에 대하여 2차 함수로 궤적을 산출하고, 산출된 궤적에 대하여 미분값이 가장 작은 점(포인트)를 지면과의 접지면으로 산출한다.
일 예로, 제어부(181)는 제 1 프레임(f1)에서의 제 1 세트(set1)에서 추출한 제 1 최저점(pt1)과 제 1 프레임(f1)에서 일정 시간 간격을 가진 제 2 프레임(f2)의 제 2 세트(set2)에서 추출한 제 2 최저점(pt2) 사이의 거리를 제 1 프레임(f1)과 제 2 프레임(f2)사이의 일정 시간 간격으로 나눠 해당 차륜의 주변 차량(1000)의 상대 속도를 산출할 수 있다.
뿐만 아니라, 제어부(181)는 각 프레임 별로 산출된 주변 차량의 상대 속도에 대하여 가중치를 부여하여 차량의 절대 속도를 산출할 수 있다.
이러한 제어부(181)는 CPU 또는 MCU일 수 있고, 프로세서일 수 있다.
제어부(181)는 차량 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
저장부(182)는 지도 정보, 지도 내 도로 명칭, 도로 종류, 도로의 노선 번호 및 도로의 위치 정보를 저장하고, 미리 설정된 위치의 위치 정보를 저장하고 미리 설정된 위치의 영상 정보를 저장한다. 또한, 저장부(182)는 주변 차량의 벡터 정보를 순차적으로 저장할 수 있다.
저장부(182)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부는 제어부와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
구동부(185)는 제어부(181)의 제어 신호에 따라 차량을 구동시키는 것으로, 주변 차량의 차속 정보를 기초로 후측방 경보 시스템(BSD: Blind Spot Detection)을 동작시킬 수 있다.
이상에서는 후측방 경보 시스템을 포함하는 차량의 각 구성에 대하여 설명하였다. 이하에서는 후측방 경보 시스템을 동작시키는 차량 제어 방법에 대하여 설명한다.
구체적으로, 도 8은 자차의 차속 보정 방법을 설명하는 순서도이다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 차량(100)은 차량 주변의 영상을 촬영한다(800). 구체적으로, 영상 획득부(322)에 포함된 카메라 센서로부터 차량 측방의 영상을 촬영할 수 있다.
다음으로, 차량(100)은 차량의 주변 영상으로부터 차선(L)을 검출하고(810), 검출된 차선 정보로부터 종방향의 가장자리를 검출한다(820).
다음으로, 제어부(181)는 복수 개의 영상 프레임 속 검출된 점선 차선(L)의 가장자리 위치를 비교한다(840). 예를 들어, 제 1 프레임(f1) 내지 제 4 프레임(f4)에서 검출된 점선 차선(L)은 동일한 점선 차선(L)에 대하여 검출된 가장자리(Edge)가 차량이 종방향(X축)으로 전진함에 따라 영상 프레임 내 좌표가 이동함을 확인할 수 있다.
따라서, 제어부(181)는 가장자리(Edge)의 좌표에 대하여 영상의 검출 프레임 시간 간격을 비교하여 차량(100)의 종방향 속도를 검출한다(840).
즉, 제어부(181)는 영상 획득부(322)에서 검출한 차선의 위치 이동 정보를 기초로 획득한 자차 종방향 속도를 휠 속 측정부(323)에서 검출한 휠속의 보정하는데 이용할 수 있다(850).
다음으로, 도 9는 영상으로부터 주변 차량의 차속을 산출하는 방법을 설명하는 순서도이다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 차량(100)은 차량 주변의 영상을 촬영함에 따라 주변 차량을 검출한다(900). 구체적으로, 영상 획득부(322)에 포함된 측방 또는 후방 카메라를 통하여 주변 장애물인 주변 차량에 관한 영상을 획득할 수 있다.
이후, 차량(100)은 획득한 영상의 영상 프레임의 일부 영역에 대하여 관심 영역을 선정한다(910). 관심 영역은 센서부(320)의 거리 검출부(321)로부터 물체에 관한 정보를 확보하였는지 여부에 따라 넓이가 달라질 수 있으나, 앞서 설명한 바 이에 대한 내용은 생략한다. 구체적으로, 일 실시예에 따른 관심 영역은 주변 차량의 차륜을 포함하는 영상의 영역이 될 수 있다.
따라서, 차량(100)은 주변 차량의 차륜을 검출하고(920), 검출된 차륜의 포인트를 검출한다. 구체적으로, 차량(100)아 검출된 차량의 포인트를 검출하는 것은, 관심 영역(ROI)에 포함된 차륜에 대하여 차륜의 가장자리(Edge_wheel)를 검출하여 해당 영상에서 추출된 차륜의 가장자리(Edge_wheel) 성분 중 이어지는 복수의 점을 이어 하나의 세트(set)로 구성하고, 해당 세트에 대하여 2차 함수로 궤적을 산출하고, 산출된 궤적에 대하여 미분값이 가장 작은 점(포인트)를 지면과의 접지면으로 산출하는 방법을 이용할 수 있다.
따라서, 산출된 포인트를 기초로 차량(100)은 시계열적 영상 프레임 속 포인트 간의 거리 계산을 한다(940). 즉, 차량(100)의 제어부(181)는, 일 예로, 제 1 프레임(f1)에서의 제 1 세트(set1)에서 추출한 제 1 최저점(pt1)과 제 1 프레임(f1)에서 일정 시간 간격을 가진 제 2 프레임(f2)의 제 2 세트(set2)에서 추출한 제 2 최저점(pt2) 사이의 거리를 제 1 프레임(f1)과 제 2 프레임(f2)사이의 일정 시간 간격으로 나눠 해당 차륜의 주변 차량(1000)의 상대 속도를 산출할 수 있다(950).
이후, 차량(100)은 각 프레임 별로 산출된 주변 차량의 상대 속도에 대하여 가중치를 부여하여 차량의 절대 속도를 산출한다(960).
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시 예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시 예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 차량　　 321: 거리 검출부
322: 영상 획득부 323: 휠 속 측정부
310: 위치 수신부 1000: 주변 차량

Claims (16)

  1. 차량 주변의 영상을 촬영하는 영상 획득부;
    획득한 영상에 대하여 관심 영역(ROI: Region Of Interest)를 설정하고, 설정한 관심 영역에 포함된 차선 또는 주변 차량의 차륜을 인식하고, 인식된 차선으로부터 상기 차량의 차속을 추정하거나, 상기 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 제어부; 및
    상기 차량의 상기 주변 차량 및 장애물을 감지하는 거리 검출부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 거리 검출부로부터 상기 주변 차량 또는 상기 장애물 감지 정보가 입력되면, 상기 관심 영역을 상기 주변 차량 또는 상기 장애물로 좁히는 차량.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    설정한 관심 영역에 포함된 차선이 점선 차선인 경우에 상기 점선 차선의 가장자리를 인식하고, 둘 이상의 시계열적 영상 프레임에 포함된 가장자리의 좌표로부터 상기 차량의 속도를 추정하는 차량.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차량의 휠 속을 측정하는 휠 속 측정부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정하는 차량.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 측정된 휠 속이 미리 설정한 임계 차속보다 작은 경우에 상기 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정하는 차량.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    설정한 관심 영역에 포함된 주변 차량의 차륜의 가장자리를 인식하고, 인식한 가장자리를 2차 곡선에 피팅하여 변화율이 가장 작은 포인트를 지면과의 접점으로 결정하는 차량.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 둘 이상의 시계열적 영상 프레임에 포함된 지면과의 접점의 좌표간 거리를 상기 둘 이상의 시계열적 영상 프레임 간 시간 간격으로 나눠 상기 주변 차량의 상대 속도를 추정하는 차량.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 주변 차량의 상대 속도를 기초로 상기 주변 차량의 절대 속도를 산출하는 차량.
  9. 차량 주변의 영상을 촬영하는 단계;
    상기 차량의 주변 장애물을 감지하는 단계;
    획득한 영상에 대하여 관심 영역(ROI: Region Of Interest)를 설정하는 단계;
    설정한 관심 영역에 포함된 차선 또는 주변 차량의 차륜을 인식하는 단계; 및
    인식된 차선으로부터 상기 차량의 차속을 추정하거나, 상기 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 단계;를 포함하되,
    상기 관심 영역을 설정하는 단계;는,
    상기 주변 차량 및 주변 장애물 감지 정보가 입력되면, 상기 관심 영역을 상기 주변 차량 또는 상기 장애물로 좁히는 차량 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    인식된 차선으로부터 상기 차량의 차속을 추정하는 단계;는,
    설정한 관심 영역에 포함된 차선이 점선 차선인 경우에 상기 점선 차선의 가장자리를 인식하는 단계; 및
    둘 이상의 시계열적 영상 프레임에 포함된 가장자리의 좌표로부터 상기 차량의 속도를 추정하는 단계;를 더 포함하는 차량 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 차량의 휠 속을 측정하는 단계;를 더 포함하고,
    둘 이상의 시계열적 영상 프레임에 포함된 가장자리의 좌표로부터 상기 차량의 속도를 추정하는 단계;는
    상기 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정하는 단계;를 더 포함하는 차량 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 휠 속을 보정하는 단계;는
    상기 측정된 휠 속이 미리 설정한 임계 차속보다 작은 경우에 상기 추정한 차량의 속도를 기초로 측정된 휠 속을 보정하는 차량 제어 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 주변 차량의 차륜으로부터 상기 주변 차량의 차속을 추정하는 단계는,
    상기 설정한 관심 영역에 포함된 주변 차량의 차륜의 가장자리를 인식하고, 인식한 가장자리를 2차 곡선에 피팅하여 변화율이 가장 작은 포인트를 지면과의 접점으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 주변 차량의 차속을 추정하는 단계는,
    상기 둘 이상의 시계열적 영상 프레임에 포함된 지면과의 접점의 좌표간 거리를 상기 둘 이상의 시계열적 영상 프레임 간 시간 간격으로 나눠 상기 주변 차량의 상대 속도를 추정하는 차량 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 주변 차량의 상대 속도를 기초로 상기 주변 차량의 절대 속도를 산출하는 단계;를 더 포함하는 차량 제어 방법 .

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