KR20020097354A - Method for deciding lane secession - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차선 이탈 방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량이 직선로를 주행하는 경우 고속의 신호 처리가 가능하고, 차선 정보의 유실을 최소화 할 수 있는 차선 이탈 판정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lane departure prevention system, and more particularly, to a lane departure determination method capable of high-speed signal processing and minimizing loss of lane information when a vehicle travels on a straight road.
최근에는 기술의 다양한 발전과 함께 안전하고 편리한 차량 운행을 위한 다양한 시스템들이 개발되고 있는데, 이러한 시스템 중에는 장시간 운전이나 졸음 운전 또는 휴대 전화 사용 등에 의해 운전자의 전방 주시가 태만해져서 발생되는 사고를 방지하기 위한 차선 이탈 방지 시스템이 있다.Recently, various systems for safe and convenient vehicle operation have been developed along with various advances in technology, and among these systems, to prevent accidents caused by neglect of the driver's forward attention due to prolonged driving, drowsy driving, or using a mobile phone, etc. There is a lane departure prevention system.
차선 이탈 방지 시스템은 주행 도로상의 차선 및 차량의 위치를 측정하여 차량이 차선을 이탈하는 경우에 경고를 하거나 자동으로 조향 액츄에이터를 구동시켜 차량의 주행 방향을 조절하는 장치로서, 크게 주행 도로를 촬영하는 촬영부와, 촬영된 주행 도로의 영상으로부터 차로상의 차량의 위치 및 진행 방향들을 추출하는 영상 처리부를 구비하며, 선택적으로 영상 처리부의 처리 결과 차량이 차선을 이탈한 경우 경보를 발생하는 경보 발생부를 구비하거나, 또는 현재 차량의 위치 데이터로부터 차선 이탈 방지를 위한 조향 명령을 생성하는 조향 제어부와, 조향 명령에 따라 구동되는 조향 액츄에이터를 구비한다.The lane departure prevention system measures a location of a lane and a vehicle on a driving road and warns when the vehicle leaves the lane or automatically drives a steering actuator to adjust a driving direction of the vehicle. And a photographing unit, and an image processing unit for extracting the position and travel directions of the vehicle on the lane from the captured road image, and optionally, an alarm generating unit for generating an alarm when the vehicle leaves the lane as a result of the processing of the image processing unit. Or a steering control unit for generating a steering command for preventing lane departure from current position data of the vehicle, and a steering actuator driven according to the steering command.
이러한 구성의 차선 이탈 방지 시스템에 있어서, 차선 이탈을 판정하기 위해서는 촬영된 주행 도로의 영상으로부터 차로상의 차량의 위치 및 진행 방향들을 추출해야 하는데, 이때 촬영된 영상 전체를 처리하는 것은 연산량이 많으므로 효율적이지 못하다.In the lane departure prevention system having such a configuration, in order to determine lane departure, the position and traveling directions of the vehicle on the lane must be extracted from the image of the driving road photographed. Not
따라서, 근래에는 처리하고자 하는 영역을 미리 설정하여 연산량을 줄이는 방법이 모색되고 있는데, 종래의 영상 처리 영역을 설정하는 방법으로는 차선의 예상 위치를 포함하는 영역으로 입력 영상의 매 프레임에 대해서 가변하여 영상 처리 영역을 설정하거나, 사다리꼴 모양의 처리 영역을 고정하여 사용하는 방법이 있다.Therefore, in recent years, a method of reducing the amount of computation by setting an area to be processed in advance has been sought. In the conventional method of setting an image processing area, the area including the estimated position of the lane is varied for every frame of the input image. There is a method of setting an image processing area or fixing a trapezoidal processing area.
그런데, 상기 전자의 방법은 영상 처리 영역을 매 프레임마다 설정해 주어야 하므로 실제적인 연산량의 감소를 기대하기 어렵고, 후자의 방법은 차선 정보의 유실이 생길 수 있다.However, since the former method needs to set the image processing area every frame, it is difficult to expect the actual amount of computation to be reduced, and the latter method may cause the loss of lane information.
또한, 상기 양자의 방법들은 차선 이탈 판정을 위해 별도의 복잡한 연산을필요로 하므로, 고속의 차선 이탈 경보장치를 구현하는데 한계가 있다.In addition, since both methods require a separate complicated operation for lane departure determination, there is a limit in implementing a high speed lane departure warning device.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량이 직선로를 주행하는 경우 고속의 신호 처리가 가능하고, 차선 정보의 유실을 최소화 할 수 있는 차선 이탈 판정 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a lane departure determination method capable of high-speed signal processing, minimizing the loss of lane information when the vehicle travels on a straight road. It is.
도 1은 본 발명에 따른 차선 이탈 판정 방법의 흐름도.1 is a flowchart of a lane departure determining method according to the present invention;
도 2는 도 1의 영상 처리 영역 설정 단계를 나타내는 구성도.FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an image processing region setting step of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 오프셋량 계산 단계를 나타내는 구성도.3 is a configuration diagram illustrating an offset amount calculation step of FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
CL : 기준 차선 10 : 원CL: reference lane 10: circle
12 : 직선12: straight
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차선 이탈 판정 방법은, 중심간의 거리가 차량의 폭과 동일하고, 직선로 주행시 각 원의 중심이 차선 위에 존재하도록 설정된 2개의 원을 이용하여 영상 처리 영역을 설정하는 영상 처리 영역 설정 단계와; 입력된 영상중 각 처리 영역내의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출 단계와; 상기 윤곽선의 분포도를 조사하는 분포도 조사 단계와; 주요 분포 영역의 화소를 이용하여 차선을 직선으로 모델링하는 직선 모델링 단계와; 상기 직선이 처리 영역내에 존재하는가를 판단하는 판단 단계와; 상기 직선이 처리 영역 내에 존재하지 않는 경우 차선 이탈을 판정하는 차선 이탈 판정 단계와; 차선 이탈시 경보음을 출력하거나 조향을 자동 제어하는 경보 또는 조향 제어 단계와; 상기 직선이 처리 영역 내에 존재하는 경우 오프셋량을 계산하는 오프셋량 계산 단계와; 상기 오프셋량이 기준치 미만인 경우에는 상기 차선 이탈 판정 단계로 진행하고, 상기 오프셋량이 기준치 이상인 경우에는 윤곽선 검출 단계로 진행하는 오프셋량 비교 단계;를 포함한다.In the lane departure determining method according to the present invention for achieving the technical problem, the distance between the center is equal to the width of the vehicle, the image processing area using the two circles set so that the center of each circle is present on the lane when driving in a straight line An image processing region setting step of setting a value; An outline detection step of detecting an outline in each processing region of the input image; A distribution survey step of examining the distribution of the contour line; A linear modeling step of modeling a lane in a straight line using pixels of a main distribution area; A determination step of determining whether the straight line exists in the processing area; A lane departure determining step of determining lane departure when the straight line does not exist in the processing area; An alarm or steering control step of outputting an alarm sound or automatically controlling steering upon lane departure; An offset amount calculation step of calculating an offset amount when the straight line exists in the processing area; And an offset amount comparing step of proceeding to the lane departure determining step if the offset amount is less than a reference value and proceeding to an outline detection step if the offset amount is a reference value or more.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 2개의 원은 차량이 차선을 이탈할경우 차선이 원에 접하게 되는 반지름 값을 갖는 것이 바람직하다.According to a preferred feature of the present invention, the two circles preferably have a radius value in which the lane comes into contact with the circle when the vehicle leaves the lane.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차선 이탈 판정 방법의 흐름도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 영상 처리 영역 설정 단계를 나타내는 구성도를 도시한 것이며, 도 3은 도 1의 오프셋량 계산 단계를 나타내는 구성도를 도시한 것이다.1 is a flowchart illustrating a lane departure determining method according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an image processing area setting step of FIG. 1, and FIG. 3 is a step showing an offset amount calculation step of FIG. 1. The configuration diagram is shown.
도시한 바와 같이, 본 발명의 차선 이탈 판정 방법은 크게, 영상 처리 영역 설정 단계(S100)와, 윤곽선 검출 단계(S110)와, 분포도 조사 단계(S120), 직선 모델링 단계(S130)와, 직선이 영상 처리 영역내에 존재하는가를 판단하는 단계(S140)와, 오프셋량 계산 단계(S150)와, 오프셋량 비교 단계(S160)와, 차선 이탈 판정 단계(S170)와, 경보 또는 조향 제어 단계(S180)를 포함하여 이루어진다.As shown, the lane departure determination method of the present invention is largely the image processing region setting step (S100), the contour detection step (S110), the distribution diagram investigation step (S120), the linear modeling step (S130), and the straight line Determining whether the image exists in the image processing area (S140), offset amount calculation step (S150), offset amount comparison step (S160), lane departure determination step (S170), alarm or steering control step (S180) It is made, including.
영상 처리 영역 설정 단계(S100)에서는 중심(O)간의 거리가 차량의 폭(W)과 동일하고, 직선로 주행시 각 중심(O)이 기준 차선(RL :Reference Lane) 위에 존재하도록 설정된 2개의 고정된 원(10)을 이용하여 영상 처리 영역을 설정하는데, 이때, 각 원(10)의 반지름(r)은 차량이 기준 차선(RL)을 이탈할 경우 이하에서 기술할 직선(12)이 원에 접하게 되는 값으로 설정한다.In the image processing area setting step (S100), the distance between the centers (O) is equal to the width (W) of the vehicle, and the two fixed centers are set such that each center (O) is on the reference lane (RL: Reference Lane) when driving in a straight line. The image processing area is set using the circle 10, wherein the radius r of each circle 10 is a straight line 12 to be described below when the vehicle leaves the reference lane RL. Set to the value encountered.
본 발명에서 영상 처리 영역을 2개의 고정된 원(10)으로 설정하는 것은, 둘레 길이가 동일할 경우 원(10)이 다른 모양(예를 들어 사다리꼴)의 도형에 비해 넓은 면적을 나타내므로 효율적인 영상 처리 영역의 설정이 가능하고, 또한 원(10)의경우 중심(O)에서부터의 거리(r)가 일정하므로 차선 이탈 판정 방법에 있어서도 사다리꼴 모양의 처리 영역을 이용하는 방법에 비해 효율적이기 때문이다.In the present invention, setting the image processing area to two fixed circles 10 is effective because the circle 10 shows a larger area than the shapes of different shapes (for example, trapezoids) when the circumferential lengths are the same. This is because the processing area can be set, and in the case of the circle 10, since the distance r from the center O is constant, it is more efficient in the lane departure determining method than in the method using the trapezoidal processing area.
이와 같이 영상 처리 영역을 설정한 후에는 윤곽선 검출 단계(S110)로 진행하는데, 이 단계(S110)에서는 차량의 전륜 쪽에 장착되어 피사체 즉, 차량이 주행하는 도로를 촬영하기 위한 촬영 렌즈와 촬상 소자인 CCD(charge coupled device)을 포함하는 도시하지 않은 촬영부에 의해 생성된 도로 영상을 입력받아 각 영상 처리 영역의 윤곽선을 검출한다.After setting the image processing area as described above, the process proceeds to the contour detection step (S110). In this step (S110), the photographing lens and the image pickup device are mounted on the front wheel side of the vehicle to photograph the subject, that is, the road on which the vehicle travels. A road image generated by a photographing unit (not shown) including a charge coupled device (CCD) is input to detect an outline of each image processing area.
다음으로, 분포도 조사 단계(S120)로 진행하여 각 영상 처리 영역내에서 검출된 윤곽선의 분포도를 조사하고, 상기 분포도를 조사한 후에는 직선 모델링 단계(S130)로 진행하여 주요 분포 영역의 화소를 이용하여 차선을 직선(12)으로 모델링한다.Next, the process proceeds to the distribution survey step (S120) to investigate the distribution of the contour detected in each image processing area, and after examining the distribution map, the process proceeds to the linear modeling step (S130) to use pixels of the main distribution area. The lane is modeled by a straight line 12.
일례로, 상기 직선 모델링 단계(S130)에서 상기 직선(12)이 도 3에 도시한 바와 같이 모델링된 경우, 이 직선(12)이 원(10)에 의해 설정된 영상 처리 영역 내에 존재하는가를 판단하게 되는데(S140), 이때, 상기 직선(12)이 영상 처리 영역 내에 존재하지 않는다고 판단되면 차선 이탈을 판정한 후(S170), 경보음을 출력하거나 또는 조향 시스템을 자동 제어하여 차선 이탈을 방지한다(S180).For example, when the straight line 12 is modeled as shown in FIG. 3 in the straight line modeling step S130, it is determined whether the straight line 12 exists in the image processing area set by the circle 10. At this time, if it is determined that the straight line 12 does not exist in the image processing area, the lane departure is determined (S170), and then an alarm sound is output or the steering system is automatically controlled to prevent lane departure ( S180).
그리고, 상기 단계(S140)에서 직선(12)이 영상 처리 영역 내에 존재한다고 판단되면 오프셋량 계산 단계(S150)로 진행하여 상기 직선(12)의 오프셋량을 계산하게 되는데, 상기 오프셋량은 아래의 방법을 이용해 구할 수 있다.When it is determined in step S140 that the straight line 12 exists in the image processing area, the process proceeds to an offset amount calculating step S150 to calculate the offset amount of the straight line 12. You can get it using the method.
도 3에서, 선분 AC, 선분 CE, 및 선분 AB의 길이는 직선 BC를 모델링 함으로써 쉽게 구할 수 있다. 그런데, 삼각형 ABC와 삼각형 CDE는 닮은꼴 삼각형이므로, 선분 AC, 선분 CE, 선분 AB, 및 선분 DE 사이에는 다음의 식 (1)이 성립한다.In FIG. 3, the lengths of the line segments AC, line CE, and line segment AB can be easily obtained by modeling the straight line BC. By the way, since triangle ABC and triangle CDE are similar triangles, the following equation (1) holds between the line segment AC, the line segment CE, the line segment AB, and the line segment DE.
AC : CE = AB : DE ------------------------------------- 식 (1)AC: CE = AB: DE ------------------------------------- Formula (1)
상기 식 (1)에서, 오프셋량은 선분 DE 이므로 이 식(1)을 이용하면 오프셋량을 쉽게 구할 수 있다.In the above formula (1), since the offset amount is a line segment DE, the offset amount can be easily obtained by using this formula (1).
이와 같이, 오프셋량 계산 단계(S150)에서 오프셋량이 기준치 미만이면 차선 이탈 판정 단계(S170)로 진행하여 차선 이탈을 판정한 후, 경보음을 출력하거나 또는 조향 시스템을 자동 제어하여 차선 이탈을 방지한다(S180).As such, when the offset amount is less than the reference value in the offset amount calculation step S150, the process proceeds to the lane departure determining step S170 to determine lane departure, and then outputs an alarm sound or automatically controls the steering system to prevent lane departure. (S180).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 차선 이탈 판정 방법은 영상 처리 영역이 2개의 원으로 고정되어 있으므로 상기 영상 처리 영역을 가변하는 방법에 비해 처리 속도의 향상이 가능하다.As described above, in the lane departure determining method of the present invention, since the image processing area is fixed to two circles, the processing speed can be improved as compared with the method of changing the image processing area.
또한, 동일한 둘레를 가지는 도형 중에서 가장 넓은 면적을 가지는 원을 영상 처리 영역으로 설정함으로써 사다리꼴 등의 기타 도형에 비해 상대적으로 차선정보의 유실을 줄일 수 있고, 차선 이탈을 판정하기 위한 오프셋량의 연산이 종래의 방법에 비해 간단하여 고속의 차선 이탈 방지 시스템을 구현할 수 있는 등의 효과가 있다.Also, by setting the circle having the largest area among the figures having the same circumference as the image processing region, the loss of lane information can be reduced relatively compared to other figures such as trapezoid, and the calculation of the offset amount for determining lane departure Compared with the conventional method, it is possible to implement a high speed lane departure prevention system.
Claims (2)
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KR10-2001-0035137A KR100394671B1 (en) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Method for deciding lane secession |
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KR100394671B1 KR100394671B1 (en) | 2003-08-14 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100666276B1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-10 | 현대자동차주식회사 | A alarming method while the vehicle gets out of a traffic lane |
-
2001
- 2001-06-20 KR KR10-2001-0035137A patent/KR100394671B1/en not_active IP Right Cessation
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KR100666276B1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-10 | 현대자동차주식회사 | A alarming method while the vehicle gets out of a traffic lane |
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