KR20100063372A - 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라, 차량의 전방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 2 및 제 3 카메라, 차량의 후방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 4 및 제 5 카메라로부터 획득한 도로의 차선 영상을 하나의 화면으로 합성한 후, 이 합성된 영상으로부터 차량이 주행하여야 할 차선을 명확히 인식할 수 있는 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 관한 것이다.

Description

다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법{METHOD FOR RECOGNIZING DRIVING LANE USING MULTIPLE CAMERAS}
본 발명은 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라, 차량의 전방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 2 및 제 3 카메라, 차량의 후방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 4 및 제 5 카메라로부터 획득한 도로의 차선 영상을 하나의 화면으로 합성한 후, 이 합성된 영상으로부터 차량이 주행하여야 할 차선을 명확히 인식할 수 있는 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 관한 것이다.
최근, 이륜차, 자가용 및 버스와 같은 차량이 도로의 주행차선을 추적하면서 이동할 때, 카메라 등을 사용하여 주행차선에 대한 영상을 인식함으로써 안전운전에 대비하는 기술이 널리 사용되고 있다.
예를 들면, 종래의 주행차선을 인식하는 방법으로는 차량 전방의 중앙부에 하나의 카메라를 장착하고, 이 하나의 카메라로부터 획득되는 영상을 통해 도 1에 나타낸 바와 같은 주행로의 양측 차선을 인식하는 방법이 사용된다.
구체적으로, 종래의 차선인식 방법을 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 설명 하면 다음과 같다.
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 종래의 차선인식 방법은, 하나의 카메라(100)를 차량의 중앙부에 구비하여 차량 전방의 주행도로에 대한 영상(110)을 촬영한 후, 차폭(W)의 촬영영역(R)에 포함된 인식차선(C)과 사각지역에 포함된 비인식차선(U)으로 구분하여 차선을 인식한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 차선인식 방법은, 도 3에 나타낸 바와 같이 야간 우천시 수막현상에 의해 차선이 명확히 인식되지 않거나, 도 4에 나타낸 바와 같이 정체구간에서 가다 서기를 반복하는 경우에는 전방의 차량으로 인해 주행방향을 결정하기 어려울 뿐만 아니라 차선을 인식하지 못하여 주행차선을 이탈하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라, 차량의 전방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 2 및 제 3 카메라, 차량의 후방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 4 및 제 5 카메라로부터 획득한 도로의 차선 영상을 하나의 화면으로 합성한 후, 이 합성된 영상으로부터 차량이 주행하여야 할 차선을 명확히 인식할 수 있는 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차 선 인식방법은, (A) 차량(200)의 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)의 위치 및 각도를 조절하여 차선 영상을 획득하는 단계(S310); (B) 차량(200)의 전방 좌우측에 설치된 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)로부터 얻어지는 차선의 위치 및 각도가, 상기 제 1 카메라(210)를 통해 획득한 차선 영상의 위치 및 각도와 동일해지도록 차선 영상을 비교하면서 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)의 고도각, 방위각 및 회전각을 고정시키는 단계(S320); (C) 차량(200)의 후방 좌우측에 설치된 제 3 및 제 4 카메라(240 및 250)로부터 얻어지는 차선의 위치 및 각도가, 상기 제 1 카메라(210)를 통해 획득한 차선 영상의 위치 및 각도와 동일해지도록 차선 영상을 비교하면서 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)의 고도각, 방위각 및 회전각을 고정시키는 단계(S330); (D) 상기 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)를 통해 획득한 차선 영상과, 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 통해 획득한 차선 영상을 하나의 영상으로 표시하는 단계(S340); (E) 차량(200)의 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)가 차선 영상을 명확히 인식하는 지의 여부를 판단하는 단계(S350) 및 (F) 상기 제 1 카메라(210)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하지 못하는 경우에는 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 인식한 차선 영상을 참조하는 단계(360)를 포함한다.
바람직하게, (G) 상기 (F) 단계에서 상기 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하지 못하는 경우에는 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)가 인식한 차선 영상을 참조하는 단계(S370)를 더 포함한다.
더 바람직하게, 상기 (D) 단계에서는, 상기 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)를 통해 획득한 각각의 차선 영상과, 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 통해 획득한 각각의 차선 영상을 4분활 영상분활기를 통해 하나의 영상으로 합성하여 표시한다.
본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 따르면, 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라, 차량의 전방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 2 및 제 3 카메라, 차량의 후방의 좌우측면에 각각 전방을 향하여 설치된 제 4 및 제 5 카메라로부터 획득한 도로의 차선 영상을 하나의 화면으로 합성한 후, 이 합성된 영상으로부터 차량이 주행하여야 할 차선을 명확히 인식함으로써, 야간우천시나 정체구간에서 가다 서기를 반복하여 전방의 차량으로 인해 차선이 보이지 않는 경우는 물론 주행선이 불분명한 경우에도 안전하게 운전하여 교통사고를 최소화할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 적용되는 구성을 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 적용되는 구성을 나타내는 도면이고, 도 6은 카메라를 설치하기 위해 차량에 장착되는 카메라 거치대를 나타내는 도면이다.
또한, 도 7은 4개의 카메라로부터 획득된 각각의 영상을, 각도를 조절하지 않은 상태에서 하나의 화면으로 표시한 도면이고, 도 8은 4개의 카메라의 각도를 도 1의 영상과 일치하게 조절한 상태에서 4개의 카메라로부터 획득된 각각의 영상을 하나의 화면으로 표시한 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 적용되는 구성은 차량(200)의 전방 중앙부에 전방을 향하여 설치된 제 1 카메라(210)와, 차량(200)의 전방 좌우측에 전방을 향하여 설치된 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)와, 차량(200)의 후방 좌우측에 전방을 향하여 설치된 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 포함한다.
여기서, 제 1 내지 제 5 카메라(210 내지 250)가 전방을 향하여 설치되었다라고 함은 카메라 렌즈가 전방의 차선을 향하여 설치되어 전방의 영상을 획득할 수 있음을 의미한다.
한편, 상기 제 1 내지 제 5 카메라(210 내지 250) 각각은 도 6에 나타낸 바와 같은 차량 거치대를 통해 차량과 결합되는 바, 상기 차량 거치대는 차량과 결합되는 차량 결합부(201)와, 상기 차량 결합부(201)의 일단과 일체로 결합되는 제 1 프레임(203)과, 상기 제 1 프레임(203)의 타단과 결합되어 카메라의 고도각 및 방위각을 조절할 수 있도록 조임 및 풀림되는 스크류(205)와, 상기 스크류와 일단이 결합되며 타단에 카메라가 회전가능하게 장착되어 상하좌우 이동가능한 제 2 프레임(207)을 포함한다.
이때, 상기 거치대의 차량 결합부(201)는 차량과 나사결합 및 접착결합을 통해 차량에 고정되는 것이 바람직하지만, 차량 거치대가 차량에 고정되어 카메라의 회전각, 고도각 및 방위각을 조절할 수만 있으면 어떤 방식으로 고정되든지 상관없음은 물론이다.
한편, 상기 도 5와 같은 구성에 의해 제 2 내지 제 5 카메라(220 내지 250)로부터 획득된 각각의 영상은, 제 2 내지 제 5 카메라의 각도를 조절하지 않은 상태에서 도 7과 같이 영상분활기를 통해 각각 나타낸 영상을 합성하여 하나의 화면에 표시할 수 있다.
즉, 도 7의 (a)는 차량(200)의 전방 좌측에 설치된 제 2 카메라(220)를 통해 획득한 전방 좌측 차선의 영상을 나타내며, 도 7의 (b)는 차량(200)의 전방 우측에 설치된 제 3 카메라(230)를 통해 획득한 전방 우측 차선의 영상을 나타내며, 도 7의 (c)는 후방 좌측에 설치된 제 4 카메라(240)를 통해 획득한 후방 좌측 차선의 영상을 나타내고, 도 7의 (d)는 후방 우측에 설치된 제 5 카메라(250)를 통해 획득한 후방 우측 차선의 영상을 나타낸다.
또한, 제 2 내지 제 5 카메라(220 내지 250)의 각도를 상술한 도 1에 도시된 기본 영상과 기하학적 특성, 즉 형태가 동일하게 나타날 때까지 조절하면, 각각의 카메라(220 내지 250)로부터 획득한 영상을 합성하여 도 8과 같이 하나의 화면에 표시할 수 있다.
즉, 도 8의 (a) 내지 (d)는 각각 제 2 내지 제 5 카메라(220 내지 250)의 각도를 도 1에 도시된 영상과 형태가 동일하게 나타날 때까지 조절하여 획득한 영상 으로서, 도 (8)의 (a)와 (b)는 차량 전방의 좌우 측면에 설치된 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)로부터 획득된 전방 좌우측 차선의 영상을 합성한 영상을 나타내고, 도 8의 (c)와 (d)는 차량 후방의 좌우측 차선의 영상을 합성한 영상을 나타낸다.
이때, 상기 제 2 내지 제 5 카메라(220 내지 250)를 도 1에 도시된 영상과 형태가 동일하게 나타날 때까지 각도를 조절한 상태에서 획득된 각각의 영상은, 도 8에 나타낸 바와 같이 합성하여 하나의 화면에 표시할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법을 도 9를 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 차량(200)의 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)의 위치 및 각도를 도 1에 도시된 바와 같은 차선이 나타날 수 있게 조절하여 차선 영상을 획득한다(S310).
다음에, 차량(200)의 전방 좌우측에 설치된 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)에서 얻어진 차선 영상의 위치 및 각도가, 상기 제 1 카메라(210)를 통해 획득한 차선 영상의 위치 및 각도와 동일해지도록 차선 영상을 비교하면서 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)의 고도각, 방위각 및 회전각을 고정시킨다(S320).
마찬가지로, 차량(200)의 후방 좌우측에 설치된 제 3 및 제 4 카메라(240 및 250)에서 얻어진 차선 영상의 위치 및 각도가, 상기 제 1 카메라(210)를 통해 획득한 차선 영상의 위치 및 각도와 동일해지도록 차선 영상을 비교하면서 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)의 고도각, 방위각 및 회전각을 고정시킨다(S330).
다음에, 도 8에 도시된 도면과 같이, 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)를 통해 획득한 각각의 차선 영상과, 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 통해 획득한 각각의 차선 영상을 4분활 영상분활기를 통해 하나의 영상으로 합성하여 표시한다(S340).
예를 들면, 상기 4분활 영상분활기를 통해 각각 분할되어 하나의 영상으로 합성된 영상은 차량(200) 내에 설치된 네비게이션을 통해 표시되는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 분할된 영상을 하나의 영상으로 표시할 수 있기만 하면 다른 표시수단이 사용될 수 있음은 물론이다.
다음에, 차량(200)의 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)가 도 1에 나타낸 바와 같이 좌우 차선을 명확히 인식하는 지의 여부를 판단한다(S350).
이때, 상기 S350 단계의 판단결과, 제 1 카메라(210)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하는 경우에는 인식된 차선의 조향각도에 따라 주행하는 반면, 제 1 카메라(210)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하지 못하는 경우에는 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 인식한 차선으로부터 얻어지는 조향각도, 즉 도 8의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같은 차선 영상을 참조하면서 주행한다(S360).
한편, 상기 S360 단계에서 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하지 못하는 경우에는 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)가 인식한 차선으로부터 얻어지는 조향각도, 즉 도 8의 (c) 및 (d)에 나타낸 바와 같은 차선 영상을 참조하면서 주행한다(S370).
즉, 상기 S360 단계 및 S370 단계에서, 우천시의 수막 반사현상이나, 태양광선의 직접적인 조사방향에 따라 차선 인식을 실패하거나, 정체구간에서 전방의 차량에 의해 전방차선이 가려지거나, 또는 차선이 불분명한 경우에 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)가 차선을 인식하지 못하면, 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)를 통해 인식된 차선을 통해 주행하며, 또한 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 차선을 인식하지 못하면, 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 통해 인식된 차선을 통해 주행하므로 안전한 운전이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
도 1은 차량이 주행하는 도로의 차선을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 차선인식 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래의 야간 우천시 수막현상에 의해 차선이 명확히 인식되지 않은 경우를 나타내는 도면.
도 4는 정체구간에서 전방의 차량에 의해 차선이 연속선이 아닌 단속선으로 인식되는 경우를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법에 적용되는 구성을 나타내는 도면.
도 6은 카메라를 설치하기 위해 차량에 장착되는 카메라 거치대를 나타내는 도면.
도 7은 4개의 카메라로부터 획득된 각각의 영상을, 각도를 조절하지 않은 상태에서 하나의 화면으로 표시한 도면.
도 8은 4개의 카메라의 각도를 도 1의 영상과 일치하게 조절한 상태에서 4개의 카메라로부터 획득된 각각의 영상을 하나의 화면으로 표시한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법을 나타낸 순서도.

Claims (3)

  1. 다중 카메라를 이용하여 주행차선을 인식하는 방법으로서,
    (A) 차량(200)의 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)의 위치 및 각도를 조절하여 차선 영상을 획득하는 단계(S310);
    (B) 차량(200)의 전방 좌우측에 설치된 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)로부터 얻어지는 차선의 위치 및 각도가, 상기 제 1 카메라(210)를 통해 획득한 차선 영상의 위치 및 각도와 동일해지도록 차선 영상을 비교하면서 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)의 고도각, 방위각 및 회전각을 고정시키는 단계(S320);
    (C) 차량(200)의 후방 좌우측에 설치된 제 3 및 제 4 카메라(240 및 250)로부터 얻어지는 차선의 위치 및 각도가, 상기 제 1 카메라(210)를 통해 획득한 차선 영상의 위치 및 각도와 동일해지도록 차선 영상을 비교하면서 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)의 고도각, 방위각 및 회전각을 고정시키는 단계(S330);
    (D) 상기 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)를 통해 획득한 차선 영상과, 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 통해 획득한 차선 영상을 하나의 영상으로 표시하는 단계(S340);
    (E) 차량(200)의 전방 중앙부에 설치된 제 1 카메라(210)가 차선 영상을 명확히 인식하는 지의 여부를 판단하는 단계(S350); 및
    (F) 상기 제 1 카메라(210)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하지 못하는 경우에는 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 인식한 차선 영상을 참조하는 단 계(360)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    (G) 상기 (F) 단계에서 상기 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)가 전방의 좌우 차선을 명확히 인식하지 못하는 경우에는 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)가 인식한 차선 영상을 참조하는 단계(S370)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (D) 단계에서는,
    상기 제 2 및 제 3 카메라(220 및 230)를 통해 획득한 각각의 차선 영상과, 제 4 및 제 5 카메라(240 및 250)를 통해 획득한 각각의 차선 영상을 4분활 영상분활기를 통해 하나의 영상으로 합성하여 표시하는 것을 특징으로 하는 다중 카메라를 이용한 주행차선 인식방법.
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