KR19980038507A - Automatic brake device using CCD camera - Google Patents

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김영귀
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Abstract

본 발명은 자동차에 설치된 CCD카메라에 의해서 주행중 신호등의 자동인식이 이루어져 브레이크 장치가 자동으로 작동하도록 한 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 CCD카메라를 통해서 신호등의 색깔을 감지하는 수단에 의해 브레이크 장치가 자동으로 작동되도록하여 교차로 및 횡단보도에서의 사고를 줄일 수 있도록 한 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic brake device using a CCD camera that is automatically activated by a CCD camera installed in a vehicle, so that the brake device operates automatically. More specifically, the automatic brake device using a CCD camera to reduce the accident at intersections and crosswalks by automatically operating the brake device by means of detecting the color of the traffic light through the CCD camera mounted on the vehicle. will be.

본 발명에서는 종래 수동식 브레이크 장치에만 의존하던 제동시스템의 제반 문제점을 감안하여 브레이크 장치의 자동작동이 실시되도록 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 차량에 탑재된 CCD카메라를 통해 신호등의 색깔감지가 이루어지도록 함과 동시에 적색 신호등에서는 자동을 브레이크장치가 동작하도록하여 횡단보도상에서 발생할 수 있는 인명사고를 미연에 예방하고 나아가 차량의 안전운행에 커다란 도움을 줄 수 있도록한 것이다.In the present invention, in consideration of the problems of the conventional braking system, which was only dependent on the manual brake device, the automatic operation of the brake device is designed to be carried out, the object of the present invention is to detect the color of the traffic light through the CCD camera mounted on the vehicle At the same time, the red light is used to automatically operate the brake system to prevent human accidents that may occur on the crosswalk and to help the vehicle in safe operation.

Description

CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치Automatic brake device using CCD camera

본 발명은 자동차에 설치된 CCD카메라에 의해서 주행중 신호등의 자동인식이 이루어져 브레이크 장치가 자동으로 작동하도록 한 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 CCD카메라를 통해서 신호등의 색깔을 감지하는 수단에 의해 브레이크 장치가 자동으로 작동되도록하여 교차로 및 횡단보도에서의 사고를 줄일 수 있도록 한 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic brake device using a CCD camera that is automatically activated by a CCD camera installed in a vehicle, so that the brake device operates automatically. More specifically, the automatic brake device using a CCD camera to reduce the accident at intersections and crosswalks by automatically operating the brake device by means of detecting the color of the traffic light through the CCD camera mounted on the vehicle. will be.

일반적으로 모든 차량에는 움직이는 차량의 속도를 감속하거나 차량을 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위한 수단으로서 브레이크(제동) 장치가 마련되어 있다. 이 브레이크 장치의 기본원리는 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 그것을 대기 속으로 방출시켜 제동작용을 하는 마찰식 브레이크를 사용하는 것이 일반으로 되어 있으며, 이러한 작용을 하는 브레이크 장치는 운전석에 설치된 브레이크 페달을 밟아야만 작동하도록 수동식으로 구성되어 있다. 따라서 브레이크 장치를 작동하고 않하고의 판단은 전적으로 운전자의 마음 및 행동에 의해 이루어지게 마련이므로 운전자의 성격,운전습관,주변요인 등의 영향으로 자칫 본의 아니게 교통신호를 위반하는 사례가 적지않고 그로 인해 불의의 교통사고를 일으키는 일 원인이 되어 왔으며, 또한 혼잡한 교차로에서의 차량혼잡을 가중시키는 주 요인으로 작용해 왔었다. 특히 초보운전자의 경우 교차로에서 당황하여 차량의 흐름을 타지 못한 채 잘못하여 위험한 상황을 초래하는 등의 수동식 브레이크 장치의 사용에 따른 여러 가지 문제점이 제기되고 있는 실정이다.Generally, all vehicles are provided with a brake (braking) device as a means for slowing down the speed of a moving vehicle or stopping a vehicle and maintaining a parking state. The basic principle of this brake system is to use friction type brakes that convert the kinetic energy of the car into thermal energy and release it into the atmosphere by using friction force. It is manually configured to work only when the installed brake pedal is pressed. Therefore, the decision of not to operate the brake system is made entirely by the driver's mind and actions. Therefore, there are many cases where the traffic signal is unintentionally violated due to the influence of the driver's personality, driving habits and surrounding factors. This has been the cause of inadvertent traffic accidents, and has also been a major factor in increasing vehicle congestion at crowded intersections. In particular, a novice driver is embarrassed at an intersection and causes various problems due to the use of a manual brake device, such as causing a dangerous situation by failing to flow a vehicle.

즉, 종래에는 도 1의 예시와 같이 운전자가 발로 브레이크 페달(P)을 밟아야만 매스터실린더(MS)에서 유압이 발생하여 이 유압에 의해 바퀴에 제동이 걸려 차량을 감속 또는 정지시키게 되는 수동식 브레이크 장치를 차량의 제동장치로 이용해 왔기 때문에 교통혼잡 및 사고를 증가시키는 중대한 원인이 되어 왔었다.That is, in the related art, when the driver presses the brake pedal P with the foot as in the example of FIG. 1, the hydraulic pressure is generated in the master cylinder MS, and the brake is applied to the wheel by the hydraulic pressure to decelerate or stop the vehicle. Has been used as a vehicle brake system, and has been a significant cause of increased traffic congestion and accidents.

한편, 최근들어 앞차와의 거리를 계산하여 일정한 거리 이하로 가까워지면 자동으로 브레이크 장치를 작동시키는 기술이 안출된 바도 있으나 이러한 기술에 의해서도 교차로 및 횡단보도상의 사고를 예방하는 데에는 그다지 도움이 되지 못했었다.On the other hand, in recent years, the technology to calculate the distance to the car ahead and automatically close the brake device has been proposed, but even this technology was not very helpful in preventing accidents at intersections and crosswalks. .

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 수동식 브레이크 장치가 갖는 제반 문제점을 감안하여 횡단보도 및 교차로에서 브레이크 장치의 자동작동이 실시되도록 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 차량에 탑재된 CCD카메라를 통해 신호등의 색깔감지가 이루어지도록 함과 동시에 노랑 또는 적색 신호등에서는 자동을 브레이크장치가 동작하도록하여 횡단보도상에서 발생할 수 있는 인명사고를 미연에 예방하고 나아가 차량의 안전운행에 커다란 도움을 줄 수 있도록한 것이다.Accordingly, in the present invention, in consideration of the problems of the manual brake device as described above, the automatic operation of the brake device is carried out at the crosswalk and intersection, the object of the present invention is to provide a traffic light through the CCD camera mounted on the vehicle In addition to the color detection, the brakes are automatically operated in yellow or red traffic lights to prevent human accidents that may occur on the crosswalk and further help the vehicle to operate safely.

도 1은 일반 차량의 브레이크 장치 구성도.1 is a configuration diagram of a brake device of a general vehicle.

도 2는 본 발명의 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치 구성도.Figure 2 is a block diagram of an automatic brake device using a CCD camera of the present invention.

도 3은 본 발명의 제어 흐름도.3 is a control flowchart of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 ; CCD카메라 2 ; 영상처리장치One ; CCD camera 2; Image processing device

3 ; 마이크로프로세서, 4 ; 브레이크 장치3; Microprocessor, 4; Brake device

5 ; 경보장치 6 ; 가속페달센서5; Alarm device 6; Accelerator Pedal Sensor

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치는 다음과 같은 구조적인 특징을 제공한다.Automatic brake device using a CCD camera of the present invention for achieving the above object provides the following structural features.

브레이크 페달(P)을 밟으면 유압이 발생하여 바퀴의 움직임을 제동하는 브레이크 장치를 구비한 차량에 있어서, 차량에 탑재되어 신호등의 색깔을 감지하는 CCD카메라(1); 상기 CCD카메라(1)로부터 입력받은 신호기의 색상을 분석하고 분석된 색상신호를 디지털신호로 변환시켜 출력하는 영상처리장치(2); 상기 영상처리장치(2)에서 출력된 신호를 입력받아 신호의 색상을 판단해서 노랑 또는 빨강신호일 경우에는 브레이크 장치(4)를 자동으로 동작시키기 위한 브레이크작동제어신호를 출력함과 동시에 경보장치(5)를 동작시키기 위한 경보제어신호를 출력하고, 가속페달감지센서(6)로부터 신호가 입력되면 브레이크 장치(4)의 자동작동을 정지시키는 오프신호를 출력하는 마이크로프로세서(3:MPU); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vehicle having a brake device for braking the wheels by generating hydraulic pressure when the brake pedal (P) is pressed, comprising: a CCD camera (1) mounted on the vehicle and detecting a color of a traffic light; An image processing apparatus (2) for analyzing the color of the signal received from the CCD camera (1) and converting the analyzed color signal into a digital signal and outputting the digital signal; In response to the signal output from the image processing apparatus 2, the color of the signal is judged, and in the case of a yellow or red signal, a brake operation control signal for automatically operating the brake device 4 is output and an alarm device 5 is output. A microprocessor (3: MPU) for outputting an alarm control signal for operating () and for outputting an off signal for stopping the automatic operation of the brake device (4) when a signal is input from the accelerator pedal detection sensor (6); Characterized in that it comprises a.

따라서, 본 발명에 의하면 미리 신호등의 상황을 감지하어 운전자에게 경보를 울려줌과 동시에 자동으로 차량의 속도를 줄여주게 되므로 안전사고를 예방하게 되고 특히, 횡단보도상에서의 인명사고를 줄일 수 있는 등 차량안전운행에 커다란 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, by detecting a situation of a traffic light in advance, an alarm is issued to the driver and at the same time, the speed of the vehicle is automatically reduced, thereby preventing a safety accident, and in particular, reducing a human accident on a crosswalk. It will be a great help for safe operation.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명을 첨부된 비한정의 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached non-limiting exemplary drawings.

도 2은 본 발명의 전체구성도를 보인 것이고, 도 3은 본 발명의 제어흐름도를 나타낸 것으로, 도면에 표시된 부호중; 1은 캠코더(CAMCODER ; CCD)기술을 이용한 카메라인 CCD카메라를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the overall configuration of the present invention, Figure 3 shows a control flow diagram of the present invention, of the symbols shown in the figure; 1 shows a CCD camera which is a camera using camcorder (CAMCODER; CCD) technology.

도시한 바와 같이, 본 발명의 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치는 크게 CCD카메라(1)와 영상처리장치(2)와 마이크로프로세서(3)와 브레이크 장치(4)와 경보장치(5)와 가속페달 감지센서(6)로 구성되는데, 상기 CCD카메라(1)는 차량의 전면쪽에 설치되어 교차로의 신호등 및 횡단보도에 설치된 신호등의 색깔을 감지(검출)하는 기능을 수행하며 감지한 색상신호를 영상처리장치(2)로 출력전송하는 역할을 한다. 상기 영상처리장치(2)는 CCD카메라(1)로부터 입력된 신호등 색상신호의 색상을 분석하고 분석된 색상신호를 디지털신호로 변환시켜 제어기능을 수행하는 마이크로 프로세서(3)로 출력하는 기능을 수행한다. 상기 마이크로프로세서(3)는 입력된 색상신호를 비교 분석하여 노랑인지, 빨강인지, 녹색인지를 판단해서 노랑 또는 빨강이면 브레이크 장치(4)가 자동으로 작동되도록 하는 제어신호를 내보내게 되고, 이후에 운전자가 가속페달을 밟으면 브레이크 장치의 자동작동을 중지하는 오프신호를 출력하는 기능을 수행하게 된다. 그리고 이 마이크로프로세서(3)의 출력에는 통상의 브레이크 장치(4)가 연결됨과 동시에 경보장치(5) 및 가속페달센서(6)가 연결되는 구성을 하고 있다.As shown, the automatic brake device using the CCD camera of the present invention is largely a CCD camera 1, an image processing device 2, a microprocessor 3, a brake device 4, an alarm device 5, and an accelerator pedal. It consists of a sensor 6, the CCD camera 1 is installed on the front side of the vehicle to perform the function of detecting (detecting) the color of the traffic light of the intersection and the traffic light installed on the crosswalk and the image processing the detected color signal It is responsible for output transmission to the device (2). The image processing apparatus 2 performs a function of analyzing a color of a signal signal color signal input from the CCD camera 1 and converting the analyzed color signal into a digital signal and outputting it to a microprocessor 3 which performs a control function. do. The microprocessor 3 compares and analyzes the input color signal to determine whether it is yellow, red, or green, and if it is yellow or red, the microprocessor 3 emits a control signal for automatically operating the brake device 4. When the driver presses the accelerator pedal, the driver outputs an off signal for stopping the automatic operation of the brake device. The output of the microprocessor 3 is connected to a normal brake device 4 and at the same time an alarm device 5 and an accelerator pedal sensor 6 are connected.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용을 도 3의 제어흐름도를 참조하여 설명하면, 주행중 회단보도나 교차로에 다다르게 되면 차량에 탑재된 CCD카메라(1)가 동작을 하여 신호등의 색깔을 읽어들이게 된다. 즉 신호등에 켜진 색상(녹색,빨간색,노란색)을 감지하게 된다. 이때 감지된 색상이 빨간색이라면 빨강색상신호가 CCD카메라(1)를 통해 영상처리장치(2)로 출력전송되게 되고 노란색이라면 노량색상신호가 영상처리장치(2)에 입력된다. 그러면 이 영상처리장치(2)에서는 입력된 색상신호의 색깔을 분석하게 되는데 (통상 입력된 색상은 교차로 신호등의 경우는 빨강,노랑,녹색이 될 것이고, 횡단보도의 신호등의 경우는 빨강과 녹색이 될 것이다) 이때 빨강 색상의 신호가 디지털 신호로 변환되어 마이크로프로세서(3)로 출력된다. 마이크로프로세서(3)에서는 영상처리장치(2)에서 보내온 신호를 비교 분석하여 빨강신호인지 또는 노랑신호인지를 판단하게 되는데 빨강신호로 판단이 되게 되면 바로 브레이크 장치(4)를 작동시키기 위한 제어신호를 내보내 브레이크 장치(4)가 자동으로 동작하도록 해준다. 따라서 주행하는 차량의 속도가 자동 감속되므로 운전자는 안전하게 정지선에 차량을 정지시킬 수 있게 되는 것이다. 더욱이 경보제어신호가 동시에 출력되게 되므로 운전자는 경보장치(5)에서 발생하는 경보음을 듣고 앞차와의 간격을 보아 적절히 브레이크 페달을 밟아 주게 되면 보다 효율적인 제동이 실시될 수 있게 되는 것이다.Referring to the control flow diagram of FIG. 3 configured as described above, the operation of the present invention, when approaching a crosswalk or intersection while driving, the CCD camera 1 mounted on the vehicle operates to read the color of the traffic light. That is, it detects the color (green, red, yellow) that is turned on. At this time, if the detected color is red, the red color signal is output to the image processing apparatus 2 through the CCD camera 1, and if it is yellow, the nominal color signal is input to the image processing apparatus 2. Then, the image processing apparatus 2 analyzes the color of the input color signal. (In general, the input color will be red, yellow, and green for an intersection traffic light, and red and green for a crosswalk traffic light. At this time, the red signal is converted into a digital signal and output to the microprocessor (3). The microprocessor 3 compares and analyzes the signal sent from the image processing apparatus 2 to determine whether it is a red signal or a yellow signal. When it is determined as a red signal, a control signal for operating the brake device 4 is immediately provided. The brake device 4 is automatically operated. Therefore, since the speed of the vehicle driving is automatically decelerated, the driver can safely stop the vehicle at the stop line. In addition, since the alarm control signal is output at the same time, the driver hears the alarm sound generated by the alarm device 5 and sees the distance from the vehicle in front, so that the brake pedal can be more efficiently braked.

한편,차량을 출발시키기 위하여 운전자가 브레이크 페달(P)에서 발을 떼어 가속페달을 밟게 되면 가속페달센서(6)로부터 신호가 마이크로프로세서(3)로 입력되게 된다. 그러면 마이크로프로세서(3)에서는 브레이크 장치(4)로 오프신호를 출력하여 브레이크 장치(4)의 구동을 제어하던 신호를 '오프'시켜 브레이크 장치(4)의 자동작동을 중지시키게 되므로 제동기능이 원래의 상태로 되돌아 가 운전자의 의지대로 차량의 제동을 실시할 수 있게 된다.On the other hand, when the driver takes his foot off the brake pedal P and starts the accelerator pedal to start the vehicle, a signal is input from the accelerator pedal sensor 6 to the microprocessor 3. Then, the microprocessor 3 outputs an off signal to the brake device 4 to 'off' the signal that controls the driving of the brake device 4 to stop the automatic operation of the brake device 4, so that the braking function is The vehicle returns to the state of the vehicle and can brake the vehicle at the driver's will.

이와 같이, 본 발명에 의하면 횡단보도 및 교차로에 근접하게 되면 신호등의 자동감지가 이루어져 자동으로 브레이크 장치가 작동하면서 경보음과 함께 차속을 감속할 수 있어 안전사고를 예방하게 되고, 특히 횡단보도상에서의 인명사고를 줄일 수 있는 등 차량안전운행에 커다란 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, when approaching the crosswalk and the intersection, the automatic detection of the traffic light is made, and the brake device is automatically operated to reduce the vehicle speed with the alarm sound, thereby preventing safety accidents. It will be able to greatly help the vehicle safety operation, such as reducing human accidents.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치를 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.What has been described above is only one embodiment for explaining the automatic brake device using the CCD camera according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the gist of the invention claimed in the following claims Various changes can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

Claims (1)

브레이크 페달(P)을 밟으면 유압이 발생하여 바퀴의 움직임을 제동하는 브레이크 장치를 구비한 차량에 있어서, 차량에 탑재되어 신호등의 색깔을 감지하는 CCD카메라(1); 상기 CCD카메라(1)로부터 입력받은 신호기의 색상을 분석하고 분석된 색상신호를 디지털신호로 변환시켜 출력하는 영상처리장치(2); 상기 영상처리장치(2)에서 출력된 신호를 입력받아 신호의 색상을 판단해서 노랑 또는 빨강신호일 경우에는 브레이크 장치(4)를 자동으로 동작시키기 위한 브레이크작동제어신호를 출력함과 동시에 경보장치(5)를 동작시키기 위한 경보제어신호를 출력하고, 가속페달감지센서(6)로부터 신호가 입력되면 브레이크 장치(4)의 자동작동을 정지시키는 오프신호를 출력하는 마이크로프로세서(3:MPU); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD카메라를 이용한 자동 브레이크 장치.A vehicle having a brake device for braking the wheels by generating hydraulic pressure when the brake pedal (P) is pressed, comprising: a CCD camera (1) mounted on the vehicle and detecting a color of a traffic light; An image processing apparatus (2) for analyzing the color of the signal received from the CCD camera (1) and converting the analyzed color signal into a digital signal and outputting the digital signal; In response to the signal output from the image processing apparatus 2, the color of the signal is judged, and in the case of a yellow or red signal, a brake operation control signal for automatically operating the brake device 4 is output and an alarm device 5 is output. A microprocessor (3: MPU) for outputting an alarm control signal for operating () and for outputting an off signal for stopping the automatic operation of the brake device (4) when a signal is input from the accelerator pedal detection sensor (6); Automatic brake device using a CCD camera comprising a.
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