KR20020097357A - 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 무인으로 주행하는 자동차가 곡선로에서도 오경보를 발생하지 않도록 하는 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법을 제공하는 데 있다.

이에 본 발명에 따른 제어 방법은 자동차와 도로변과의 통신 시스템인 DSRC를 이용하여 자동차가 곡선로에 진입하기 전에 전방 곡선로의 곡률 정보와 차선 폭에 대한 정보를 전달하고, 전달된 도로 정보와 자동차에 장착된 카메라의 세팅정보를 이용하여 곡선부에서 적용할 차선이탈 판정의 기준각을 설정하며, 이 기준각과 좌우측 차선 각도의 중간값에 대한 절대값을 구하여 δ값과 크기를 비교한 후 차선 이탈 경보를 하는 방법이다.

이에 따라, 도로의 곡선구간에서의 차선 이탈을 정확하게 경보할 수 있어 안전 운행을 할 수 있는 올바른 정보에 의해 주행 안전성을 확보할 수 있다.

Description

자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법{CONTROL METHOD FOR PREVENTING A LANE SECESSION OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 주행 제어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무인 차량의 도로 주행시 차량이 차선에서 이탈하는 것을 방지하는 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차의 개념은 운전자가 자동차에 탑승한 채 운전하여 원하는 목적지까지 이동하는 방식이다.

그러나 최근에는 운전자가 자동차를 운전하지 않고 탑승만 한 채 무인으로 이동하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 즉, 사람의 감각을 대체할 수 있는 전기적인 센서를 이용해 자동차의 주변 상태 및 자동차 상태를 파악하여 자동으로 운전을 할 수 있도록 하고 있다.

무인으로 자동차를 운전할 때 가장 신경써야 할 부분이 앞 차량과의 간격 유지와 차선을 이탈하지 않고 운행이 가능해야 하는 것이다.

차선의 이탈을 감지하여 경보를 주는 방법은 가우시안 검출법을 이용하는 것인데, 이는 CCD 카메라를 통해 얻어진 영상으로부터 차선을 인식하여 좌우측 차선의 기울기(각도)를 통해 차선 이탈을 판정하고 경보하는 방법이다.

도 6 및 도 7을 참고로 하여 종래 차선 검출 및 경보 판단 상태를 설명한다.

먼저 입력된 영상에서 CDF를 구축하고, CDF에서 90도 기준으로 좌우측 영역에서 가장 큰 값을 가지는 지점을 좌우측 차선으로 판단한다.

자동차가 차선의 중심에서 벗어난 편차를 δ라고 하면 δ는 좌우측 차선의 중심값과 90과의 차이로 정의되고, δ에 일정한 임계값을 주어 차선 이탈 여부를 판단하고 경보를 발생시키게 된다.

그러나 δ의 임계값이 직선 구간에서는 일정하나 곡선 구간에서는 곡선로의 곡률반경과 차선의 폭에 따라 그 값이 변하게 되며, 이에 따라 판단은 직선 구간에서만 양호하게 동작하고 도 2에서와 같이 곡률이 큰 곡선로에서는 자동차가 안전주행 상태로 이동하더라도 오경보를 하게 된다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무인으로 주행하는 자동차가 곡선로에서도 오경보를 발생하지 않도록 하는 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 차선 이탈 방지 시스템의 구조를 도시한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차선 이탈 방지 시스템의 구조를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 차선 이탈 방지 시스템의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 차선 이탈 방지 시스템의 제어 방법을 통해 도로의 상태에 따라 판정되는 화면과 그래프를 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7은 종래 기술에 따른 차선 이탈 방지 시스템의 제어 방법을 통해 도로의 상태에 따라 판정되는 화면과 그래프를 도시한 도면이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제어 방법은 자동차와 도로변과의 통신 시스템인 DSRC를 이용하여 자동차가 곡선로에 진입하기 전에 전방 곡선로의 곡률 정보와 차선 폭에 대한 정보를 전달하고, 전달된 도로 정보와 자동차에 장착된 카메라의 세팅정보를 이용하여 곡선부에서 적용할 차선이탈 판정의 기준각을 설정하며, 이 기준각과 좌우측 차선 각도의 중간값에 대한 절대값을 구하여 δ값과 크기를 비교한 후 차선 이탈 경보를 하는 방법이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도 1은 일반적인 차선 이탈 방지 시스템의 구조를 도시한 개략도이다.

본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명에서 이용하는 차선 이탈 방지 시스템은 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 통신 규약을 이용하여 차선 이탈 방지 시스템을 운용한다.

이 통신 규약은 차량에 탑재되는 탑재장비(OBE, On-Board Equipment)(2)와 노변 송신장치(RSE, Road Side Equipment)(4) 사이에 무선매체를 통하여 원하는 정보를 양방향으로 송수신하는 ITS 전용 통신 규약이다.

이를 이용하기 위하여 도로변에 노변 송신장치(4)를 설치하여 3~30m 정도의통신 가능 지역을 확보하고, 차량(1)에는 서로 무선으로 통신하는 탑재장비(2)와 차선 이탈 경보 제어 유닛(LDWS ECU, Lane Definition Warning System Electrnic Control Unit)(6)를 탑재하며, 자동차에 설치된 CCD 카메라(8)를 차선 이탈 경보 제어 유닛(6)과 연결하여 자동차(1) 전방의 상황을 촬영한 후 차선 이탈 경보 제어 유닛(6)로 보낸다.

이와 같은 시스템을 이용하여 주행중인 자동차가 차선을 이탈했을 때 경보를 주게 되는 과정을 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

자동차(1)가 주행 중에 도로에 대한 정보, 즉 도로 곡률 반경 및 차선 폭에 대한 정보가 노변 송신장치(4)로부터 탑재장비(2)로 전해진다.

탑재장비(2)에서는 도로 곡률 및 차선 폭과 차량에 장착된 CCD 카메라 위치, 촬영 각도를 통해 정상 상태의 영상을 예측하고, 이를 기준으로 차선 이탈 판정의 기준축을 결정하게 된다.

이러한 정보등이 무선 통신을 통해 차선 이탈 경보 제어 유닛(6)로 전달되고, 한편 CCD 카메라(8)에서 촬영된 영상도 함께 입력된다. 그러면 차선 이탈 경보 제어 유닛(8)에서는 직선 도로 주행시 고정 임계값을 통해 차선 이탈 경보를 하게 되거나, 곡선도로 주행시 탑재장비로부터 이탈 판정 기준각을 받아 차선 이탈을 경보하게 된다.

좀 더 상세하게 도 3에 도시된 본 발명에 따른 차선 이탈 방지 시스템의 제어 방법을 도시한 흐름도를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

차량이 차선의 중심에서 벗어난 편차인 δ값을 설정하는 단계(20)는 노변 송신장치(4)로부터 탑재장비(2)로 입력된 도로 정보 및 이탈 판정 기준각을 입력한다.(22) 이에 따라 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 좌측 곡선 구간과 우측 곡선 구간에서의 이탈 판정 기준각이 변하게 된다. 즉, 좌측 곡선 구간에서는 이탈 판정 기준각이 90보다 작게 되고, 우측 곡선 구간에서는 이탈 판정 기준각이 90보다 크게 된다.

그리고 입력된 도로 정보로부터 도로 폭을 이용하여 δ값을 구한다.(24)

또한 자동차(1)에 설치된 CCD 카메라(8)에서 촬영된 영상(26)을 압축(28)하여 이미지로 변환한다.

기울기 각도의 중간값을 검출하는 단계(30)는 변환된 이미지를 이용하여 좌측 차선과 우측 차선의 에지(edge)를 검출(32)한 후, 각 차선의 무게 중심(34)과 기울기(36)를 각각 검출한다. 그리고 검출된 두 차선의 기울기 각도의 중간값을 검출한다.(38)

절대값을 연산하는 단계(40)에서는 전술한 좌우측 차선의 기울기 각도의 중간값에서 이탈 판정 기준각을 뺀 값에 대한 절대값을 구하는 단계이다.

마지막으로 비교 판단하는 단계(50)는 상기 절대값이 δ값보다 크면 차선이 이탈되었음으로 경보를 발생(52)한 후 δ을 설정하는 단계(20)로 되돌아가고, 그렇치 않을 경우에는 바로 δ을 설정하는 단계(20)로 되돌아간다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법은 도로의 곡선구간에서의 차선 이탈을 정확하게 경보할 수 있어 안전 운행을 할수 있는 올바른 정보에 의해 주행 안전성을 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 노변 송신장치로부터 탑재장비로 입력된 도로 정보 및 이탈 판정 기준각을 입력하고, 입력된 도로 정보로부터 도로 폭을 이용하여 δ값을 구하며, 자동차에 설치된 CCD 카메라에서 촬영된 영상으로 이미지를 확보하는 δ값을 설정하는 단계;

   상기 이미지를 이용하여 좌측 차선과 우측 차선의 에지를 검출한 후, 각 차선의 무게 중심과 기울기를 각각 검출하고, 검출된 두 차선의 기울기 각도의 중간값을 검출하는 기울기 각도의 중간값을 검출하는 단계;

   상기 좌우측 차선의 기울기 각도의 중간값에서 이탈 판정 기준각을 뺀 값에 대한 절대값을 연산하는 단계; 및

   상기 절대값이 δ값보다 크면 차선이 이탈되었음으로 경보를 발생한 후 상기 δ을 설정하는 단계로 되돌아가고, 그렇치 않을 경우에는 바로 δ을 설정하는 단계로 되돌아가는 비교 판단하는 단계

   를 포함하는 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 좌측 곡선 구간에서는 이탈 판정 기준각이 90보다 작게 되고, 우측 곡선 구간에서는 이탈 판정 기준각이 90보다 크게 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 차선 이탈 방지를 위한 제어 방법.