KR20000037604A - 차선 인식을 통한 차량 안전 운행 보조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

차량 안전 운행 보조 기술

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

운전자의 졸음 및 부주의 등의 상태에 의한 차량 운행을 운전자 및 후방 주행 차량의 운전자에게 경고한다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

차량 바퀴 전방에 대응하는 노면을 촬영하는 카메라부와, 상기 카메라부에서 촬영한 영상을 분석하여 차선을 감지하고 감지값을 출력하므로 차량이 차선을 벗어나는가에 대한 정보를 제공하는 차선감지부와, 차량의 방향지시등이 구동 상태가 아닐 경우에 상기 차선감지부에서 출력되는 차선 감지값에 대응하여 경고제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부에서 발생된 경고제어신호에 대응하여 미리 설정된 경고 동작을 수행하는 경고부를 가진다.

라. 발명의 중요한 용도

차량 안전 운행 도모에 적용된다.

Description

차선 인식을 통한 차량 안전 운행 보조 장치 및 방법

본 발명은 차량의 안전 운행을 위한 운전자 보조 시스템에 관한 것으로, 특히 차선을 인식하여 차량 운행을 보조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근들어 차량에는 운전자 및 탑승자 보호와 운행 보조 및 승차감의 향상을 위한 다양한 시스템들 탑재, 내장되고 있으며, 이러한 시스템들은 급속히 개량 발전되고 있다. 그런데, 승차감 등의 향상과 더불어 안락한 운전 조건이 운전자에게 단순하고 무료한 운전 상황을 형성시켜줌으로써 운전자의 졸음을 야기시키고 부주의하게 만들게 된다. 이에 따라 오히려 운전자의 졸음 및 부주의에 의한 사고의 위험 가능성이 커지게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 운전자의 졸음 및 부주의 등의 상태에 의한 차량 운행을 운전자 및 후방 주행 차량의 운전자에게 경고하는 안전 운행 보조 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 바퀴 전방에 대응하는 노면을 촬영하는 카메라부와, 상기 카메라부에서 촬영한 영상을 분석하여 차선을 감지하고 감지값을 출력하므로 차량이 차선을 벗어나는가에 대한 정보를 제공하는 차선감지부와, 차량의 방향지시등이 구동 상태가 아닐 경우에 상기 차선감지부에서 출력되는 차선 감지값에 대응하여 경고제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부에서 발생된 경고제어신호에 대응하여 미리 설정된 경고 동작을 수행하는 경고부로 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 인식을 통한 차량 안전 운행 보조 장치의 개략적인 전체 블록 구성도

도 2는 도 1의 장치의 차선 인식 동작을 설명하기 위한 카메라의 촬영 영상의 일 예를 나타낸 도면

도 3은 도 1 중 제어부의 본 발명의 특징에 따른 제어 흐름도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

본 발명에 따를 장치는 차선을 인식하여 차량이 차선을 벗어나는 것을 감지함으로, 운전자의 졸음 및 부주의 등의 상태에 의한 차량 운행을 운전자 및 후방 주행 차량의 운전자에게 경고한다. 이를 도 1을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 인식을 통한 차량 안전 운행 보조 장치의 개략적인 전체 블록 구성도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 카메라부(10, 12)와, 차선감지부(14)와, 조작부(22)와, 제어부(20) 및 경고부(24)를 포함하여 구성된다. 카메라부(10, 12)는 차량의 전방 좌우측 바퀴에서 각각의 바퀴의 전방에 대응하는 노면을 촬영하도록 설치되는 좌측 카메라(10)와, 우측 카메라(12)로 이루어진다. 차선감지부(14)는 상기 좌,우측 카메라(10, 12)에서 촬영한 영상을 분석하여 차선을 감지하고 감지값을 제어부(ECU)(20)로 출력하므로 차량이 차선을 벗어나는가에 대한 정보를 제공한다.

조작부(22)는 차량 운전석의 스티어링이나 인스트루먼트 패널에 구비된 각종 동작 지시키를 포함하는 구성일 수 있으며, 특히 본 발명의 특징에 따라 전후, 좌우 방향지시등(30a, 30b, 32a, 32b)을 구동하기 위한 방향지스등스위치를 포함한다. 상기 조작부(22)에서 운전자에 의한 방향지시등스위치의 조작 상태, 즉 좌측 또는 우측 방향지시등의 동작을 조작하기 위한 온/오프 상태에 대한 정보는 제어부(20)로 제공된다.

제어부(20)는 상기 조작부(22)로부터 제공되는 방향지시등스위치의 신호에 대응하여 지시등구동부(34)에 제어신호를 출력함으로 방향지시등(30a, 30b, 32a, 32b) 중 해당 지시등이 동작토록 하며, 또한 본 발명의 특징에 따라, 방향지시등이 구동 상태가 아닐 경우에 상기 차선감지부(14)에서 출력되는 차선 감지값에 대응하여 경고제어신호를 발생한다.

경고부(24)는 상기 제어부(20)에서 발생된 경고제어신호에 대응하여 미리 설정된 경고 동작을 수행한다. 이러한 경고부(24)는 스피커로 미리 설정된 특정 비프음을 출력하도록 구성할 수 있으며, 또는 차량의 경적음을 울리는 경적음 발생부를 포함하여 구성할 수도 있다.

이하 상기 차선감지부(14)의 동작을 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 장치의 차선 인식 동작을 설명하기 위한 카메라의 촬영 영상의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 차선이 촬영되지 않은 영상의 일 프레임을 나타내며, 도 2의 (b)는 차선이 촬영된 영상의 일 프레임을 나타낸다. 상기와 같은 영상은 좌측 카메라(10)와 우측 카메라(12) 각각에서 촬영되며, 차선감지부(14)는 상기 좌우측 카메라(10, 12) 각각에서 촬영한 영상을 각각 분석한다. 도 2는 그중 한 카메라에서 촬영한 영상을 일 예로 나타내었다.

도 2의 (a), (b)의 각 영상 프레임(40a, 40b)에서 참조번호 44a, 44b는 스캐닝라인(scanning line)을 가리키고, 참조번호 42a, 42b는 각각 스캐닝라인(44a, 44b)의 비디오 신호를 가리킨다.

통상 차선은 도로에서 차선간의 경계를 보여주기 위해 백색 또는 밝은 주황색 등으로 도로 상에 그려지는 것으로서, 차선의 비디오 신호는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 통상 콘크리트 또는 아스팔트로 이루어진 주변 노면과 비교하여 볼 때 고 휘도의 특성을 갖는다. 따라서 주변 노면과 비교하여 볼 때 고 휘도 레벨의 영역을 검출하는 것에 의해 차선을 검출할 수 있다. 또한 보다 정확히 차선을 검출하기 위하여 X-Y 좌표시스템에서 특정한 X 또는 Y 좌표 상에서 규칙적으로 고 휘도 레벨의 영역이 검출되면 차선이 감지된 것으로 간주할 수 있다.

상기와 같이 차선감지부(14)는 차선을 감지하며, 이를 위하여 카메라에서 촬영한 영상을 일시 저장하기 위한 메모리와 영상의 명암을 강조하기 위한 명암강조부와, 영상에서 특정 고 휘도 부분을 검출하기 위한 휘도 검출부와, 이러한 고 휘도 부분을 상기와 같은 기준에 의해 차선으로 판단하며, 각 부분을 총괄적으로 제어하기 위한 화상제어부 및 상기 제어부(ECU0(20)과 제어신호 및 동작 신호 등을 주고 받기 위한 인터페이스부 등으로 구성될 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 특징에 따른 장치가 구성될 수 있다. 한편 상기 카메라부(10, 12)에서 노면을 촬영함에 있어서, 야간시에는 촬영 영상이 어두운 관계로, 상기 차선감지부(14)에서 차선을 감지하기가 곤란할 수 있다. 따라서 상기 좌우측 카메라(10, 12)의 촬영 영역을 밝게 비추어 주기 위한 좌우측 램프(16, 18)가 추가로 더 설치된다. 상기 좌우측 램프(16, 18)는 각각 좌우측 헤드램프(36, 38)가 동작할 때 기전력을 제공받아 동작하도록 구성한다.

상기와 같이 구성되는 장치의 본 발명의 특징에 따른 동작을 이하 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 1 중 제어부의 본 발명의 특징에 따른 제어 흐름도이다. 차량 시동이 걸려서 차량 운행이 시작 되면 본 발명에 따른 장치가 동작하게 되어, 먼저 50단계에서 제어부(20)는 차선감지부(14)의 출력신호를 통해 차선이 감지되었는가를 확인한다. 차선이 감지되면 이후 52단계로 진행하여 조작부(22)의 출력신호를 통해 현재 방향지시등이 작동중인가를 확인한다. 현재 방향지시등이 작동중이면 상기 50단계로 되돌아가서 상기의 과정을 반복진행하며, 방향지시등이 작동 중이 아니면 이후 54단계로 진행한다. 즉, 상기 방향지시등의 작동 여부를 감지하는 과정은 운전자의 의식이 명료한 상태인지를 확인하기 위한 과정으로서, 본 발명에서는 상기 방향지시등이 작동중인 상태에서 차선이 감지되면 운전자가 의도적으로 차선 변경 등의 조작을 하고 있는 정상적인 상태로 간주하며, 방향지시등이 작동중이지 않는 상태에서 차선이 감지되면 운전자가 의도하지 않은 상태에서 차량이 선로이탈을 하고 있는 비정상적인 상태로 간주하게 된다.

따라서 상기 52단계에서와 같이 비정상적인 상태로 간주되면 이후 54단계에서 제어부(20)는 경고부(24)에 얼마간 경고제어신호를 출력하여 운전자를 각성시키기 위한 미리 설정된 경고 동작, 즉 스피커의 구동 또는 경적음을 울리는 등의 동작을 수행하게 된다. 또한 자신의 차량이 선로 이탈 등을 행하는 것은 자차 뿐만아니라 자신의 차량의 전,후방에 주행 중인 차량에게도 위험한 상황이므로, 제어부(20)는 상기 54단계에서 전,후방 주행 차량에게도 경고 동작을 취한다. 이는 도 1에 도시된 바와 같은 지시등구동부(34)에 동작 제어신호를 출력하여 방향지시등(30a, 30b, 32a, 32b)이 비상등 점멸시와 같이 점멸토록 하는 것으로 이루어질 수 있다.

상기와 과정에 의해 본 발명의 특징에 따른 장치의 동작이 수행될 수 있다.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3의 54단계에서는 운전자를 각성시키기 위한 경고 동작이 얼마간 동안만 수행되는 것으로 설명하였으나, 이 외에도 상기 도 1에 도시된 바와 같은 조작부(22)에 별도의 경고 멈춤용 스위치(22a)를 구비하여 운전자가 상기 경고 멈춤용 스위치(22a)를 조작할 때까지 상기 54단계에서와 같은 경고 동작을 수행하는 것으로 구성할 수도 있다. 또한 상기 조작부(22)에 본 발명에 따른 장치의 전체 동작 수행 여부를 조작하기 위한 모드 선택 스위치(22b)를 구비하여, 제어부(20)는 상기 모드 선택 스위치(22b)의 입력 신호가 있을 경우에는 차선감지부(14) 등을 동작시키지 않으며, 본 발명의 특징에 따른 동작을 수행하지 않도록 구성할 수도 있다.

이 외에도 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에서는 차선을 촬영하기 위하여 각 바퀴의 전방 영역을 촬영토록 2대의 카메라(10, 12)를 설치하였으나, 하나의 카메라만을 사용하여 차량 전방을 촬영토록 하고, 이러한 촬영 영상을 분석하여 차선을 감지하도록 구성할 수도 있다. 이러한 하나의 카메라를 이용한 차선 감지 기술은 본원 출원인에 의해 선출원된 특허 출원번호 제98-10913호(명칭: 전방 주행 차량 제동 상태의 후방 주행 차량으로 중계 방법 및 장치)에 개시된 기술을 이용할 수 있다. 이와 같이 여러 가지 다른 실시예가 있을 수 있다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구의 범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따를 장치는 운전자의 졸음 및 부주의 등의 상태에 의한 차량 운행 상태를 차선 인식을 통해 차량이 차선을 벗어나는 것을 감지함으로 인식하고, 운전자 및 후방 주행 차량의 운전자에게 경고하여, 사고를 예방할 수 있으며, 또한 차선 인식시 경고음 등을 출력하므로, 초보 운전자에게 운전 감각을 익히도록 할 수 있으며, 또한 방향지시등을 작동시키기 않은 상태에서 차선을 변경하게 되면 경고음 등을 발생하므로, 운전자에게 차선 변경시 방향지시등을 작동시키는 습관을 길러 줄 수 있다.

Claims (5)

1. 차선 인식을 통한 차량 안전 운행 보조 장치에 있어서,

   차량 바퀴 전방에 대응하는 노면을 촬영하는 카메라부와,

   상기 카메라부에서 촬영한 영상을 분석하여 차선을 감지하고 감지값을 출력하므로 차량이 차선을 벗어나는가에 대한 정보를 제공하는 차선감지부와,

   차량의 방향지시등이 구동 상태가 아닐 경우에 상기 차선감지부에서 출력되는 차선 감지값에 대응하여 경고제어신호를 발생하는 제어부와,

   상기 제어부에서 발생된 경고제어신호에 대응하여 미리 설정된 경고 동작을 수행하는 경고부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 안전 운행 보조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경고부는 상기 경고제어신호에 대응하여 경적음을 발생하는 경적음 발생부 및 비상등을 구동하기 위한 지시등구동부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 안전 운행 보조 장치.
3. 제1항에 있어서, 야간시에 상기 카메라부의 촬영 영역을 밝게 비추어 주기 위한 램프를 추가로 더 가짐을 특징으로 하는 안전 운행 보조 장치.
4. 차선 인식을 통한 차량 안전 운행 보조 방법에 있어서,

   차량 바퀴 전방에 대응하는 노면을 촬영한 영상을 분석하여 차량이 차선을 벗어나는가를 감지하는 과정과,

   상기 차량이 차선을 벗어남을 감지할 경우에 차량의 방향지시등이 구동 상태임을 확인하는 과정과,

   상기 방향지시등이 구동 상태가 아닐 경우에 미리 설정된 경고 동작을 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 차량 안전 운행 보조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 경고 동작은 비상등을 점멸하는 동작과, 경적음을 발생하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 안전 운행 보조 방법.