KR20110051531A - 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치, 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치는, 영상촬영장치를 통해 촬영된 차량의 좌측방 도로 영상에서 차선정보를 추출하는 차선 인식부; 거리측정장치를 통해 측정된 거리측정장치와 차량의 우측방 지면과의 거리정보에서 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출하는 경계석 인식부; 위성항법장치로부터 차량의 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보를 이용하여 도로정보 데이터베이스에서 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출하는 위치 인식부; 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 차선정보 통합부; 생성된 가상의 차선과 차량의 중심점을 근거로 조향장치를 조향하기 위한 조향값을 산출하는 조향제어 연산부; 및 산출된 조향값에 근거하여 조향장치를 제어하는 조향장치 제어부를 구비한다.
차선, 이탈 방지, 조향, 스티어링휠, 차선, 인식, 유지

Description

차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치, 및 그 방법{Apparatus for keeping a traffic lane for a vehicle and method thereof}
본 발명은 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치, 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 주행 중인 차량의 좌측차선 및 우측에 존재하는 도로경계석에 대한 정보를 이용하여 차량이 차선을 이탈하지 않도록 조향방향 및 조향량을 제어하는 차선 유지 및 이탈 방지 장치, 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부와 방위사업청/민군겸용기술센터의 민군겸용기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2006-DU-LC-01, 과제명:네트워크 기반 다목적 견마형 로봇 기술 개발].
최근 자동차 업계에서는 자동차 교통사고가 자동차간 사고로 인한 승차자 사망증가를 보이고 있는 점에 착안하여 교통사고의 방지와 사고 시 승차자의 보호를 위한 자동차 안전장치의 도입에 박차를 가하고 있다. 이는 세계적인 추세로서, 선진국을 중심으로 한 세계 각국들은 교통사고 증가에 대한 대책으로 자동차 안전장치의 개발 및 도입을 서두르고 있다. 이러한 추세에 따라, 운전자의 안전을 도모하기 위한 안전장치, 운전의 편의를 위한 부가장치, 및 각종 주행제어장치들이 자동 차에 적용되고 있다.
상기한 주행제어장치에 적용되는 기술에는, 카메라를 이용하여 획득한 차량의 좌측차선과 우측차선 정보를 이용하여 차량의 조향장치(즉, 핸들)의 조향각을 도로의 기하학적인 상태에 따라 자동으로 제어하는 자율 조향제어기술과 차량이 주행 중에 좌측차선 또는 우측차선을 이탈하여 발생되는 안전사고를 방지하기 위한 차량의 차선이탈 방지경보 기술 등이 있다.
종래 카메라를 이용한 주행제어기술은 차량의 주행방향에 따라 발생할 수 있는 역광으로 인해 영상이 제대로 촬영되지 못하는 경우가 자주 발생한다. 이로 인해 촬영된 영상으로부터 차선을 정확하게 인식하지 못하여 조향제어를 할 수 없게 되거나 오인식에 의한 오작동이 발생할 가능성이 높다.
특히, 종래 기술에서는 도로의 폭이 가변적이거나 편도 1차선의 경우에 오른쪽 차선정보를 획득하지 못하거나 오인식에 의한 오작동으로 인해 차선을 이탈하는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,
차량의 좌측차선을 근접 촬영하여 검출함으로써 주행제어를 위한 영상기반 차선인식에 있어서 역광에 의해 발생할 수 있는 영상 수집의 어려움 및 차선 오인식을 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 차량의 차선 유지 및 이탈 방지를 위한 주행제어를 위 해 도로 경계석 정보를 이용하여줌으로써, 종래기술에서 오른쪽 차선정보의 오인식 및 획득 불가로 인해 발생하는 문제점을 해결하고, 가변적인 도로 환경에서도 주행차선을 바르게 유지하면서 안전하게 주행할 수 있도록 하는 차선 유지 및 이탈 방지 장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치는, 영상촬영장치를 통해 촬영된 차량의 좌측방 도로 영상에서 차선정보를 추출하는 차선 인식부; 거리측정장치를 통해 측정된 상기 거리측정장치와 상기 차량의 우측방 지면과의 거리정보에서 상기 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출하는 경계석 인식부; 위성항법장치로부터 상기 차량의 위치정보를 획득하고, 상기 획득한 위치정보를 이용하여 도로정보 데이터베이스에서 상기 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출하는 위치 인식부; 상기 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 차선정보 통합부; 상기 생성된 가상의 차선과 차량의 중심점을 근거로 조향장치를 조향하기 위한 조향값을 산출하는 조향제어 연산부; 및 상기 산출된 조향값에 근거하여 조향장치를 제어하는 조향장치 제어부를 구비한다.
특히, 상기 거리측정장치는, 레이저를 이용하여 상기 거리측정장치와 차량의 우측방 도로면과의 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상촬영장치와 상기 거리측정장치는 상기 차량의 좌·우측 상단에 동일선상으로 나란하게 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상촬영장치는 상기 차량의 좌측 상단에 배치되고, 이때 상기 영상촬영장치의 시선방향이 지면에 수직하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조향장치를 조향하기 위한 조향값, 및 상기 조향장치 제어부에서의 제어결과 데이터를 표시하는 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조향장치를 제어하기 위한 조향값은, 조향방향 및 조향각에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차선정보 통합부는, 상기 차선 인식부를 통해 추출된 차선정보를 이용하여 상기 영상촬영장치와 차선과의 거리를 산출하는 차선거리 계산부; 상기 경계석 인식부를 통해 추출된 도로 경계석 정보를 이용하여 상기 거리측정장치와 도로 경계석과의 거리를 산출하는 경계석거리 계산부; 및 상기 차선거리 계산부 및 경계석거리 계산부에 의해 산출된 거리값들을 이용하여 가상의 주행차선을 생성하는 주행차선 생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법은, 영상촬영장치를 통해 차량의 좌측방 도로를 촬영하고, 촬영된 도로 영상에서차선정보를 추출하는 단계; 거리측정장치를 통해 상기 거리측정장치와 상기 차량의 우측방 지면과의 거리를 측정하고, 측정된 거리정보에서 상기 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출하는 단계; 위성항법장치로부터 상기 차량의 위치정보를 획득하고, 상기 획득한 위치정보를 이용하여 도로정보데이터베이스에서 상기 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출하는 단계; 상기 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 단계; 상기 생성된 가상의 차선과 상기 차량의 중심점을 근거로 조향장치를 조향하기 위한 조향값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 조향값에 근거하여 조향장치를 제어하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 조향장치를 제어하기 위한 조향값, 및 상기 조향값에 근거하여 조향장치를 제어한 결과 데이터를 운전자에게 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조향장치를 제어하기 위한 조향값은, 조향방향 및 조향각에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상촬영장치를 통해 차량의 좌측방 도로를 촬영하는 단계는, 상기 영상촬영장치의 시선방향을 상기 지면에 수직하도록 배치하여 차량의 좌측방 도로를 촬영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 단계는, 상기 차선정보를 이용하여 상기 영상촬영장치와 차선과의 거리를 산출하고, 상기 도로 경계석 정보를 이용하여 상기 거리측정장치와 도로 경계석과의 거리를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 거리값들을 이용하여 가상의 주행차선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
차량의 차선 유지 및 이탈 방지를 위한 주행제어를 위해 도로 경계석 정보를 이용하여줌으로써, 종래기술에서 오른쪽 차선정보의 오인식 및 획득 불가로 인해 발생하는 문제점을 해결하고, 가변적인 도로 환경에서도 주행차선을 바르게 유지하면서 안전하게 주행할 수 있도록 하는데 그 효과가 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영장치의 장착 위치 및 촬영범위를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 도로의 차선정보(1)를 획득하기 위한 영상촬영장치(5)는 차량의 좌측 상단에 장착되며, 차량의 좌측방 도로를 촬영하여 도로 영상(3)을 획득한다. 이때, 영상촬영장치(5)의 시선방향이 도로의 지면과 수직하도록 설치되거나 수직에 가깝도록 설치되는 것이 바람직하다. 영상촬영장치(5)의 시선방향이 지면과 수직할수록 역광에 의해 발생할 수 있는 영상 수집의 어려움 및 차선 오인식을 최소화할 수 있다. 다만, 도 1에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 영상촬영장치(5)의 시선방향이 차량의 좌측 전면부를 향하도록 도시하였다.
도 2는 본 발명의 실시에에 따른 거리측정장치의 장착 위치 및 측정범위를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 도로 경계석 정보를 획득하기 위한 거리측정장치(15)는 차량의 우측 상단에 장착되며, 차량의 우측방 지면과의 거리를 측정한다. 본 발명에 따른 거리측정장치(15)는 차량의 우측방 지면과의 거리측정을 위해 레이저를 이용할 수 있다. 보다 상세하게는, 거리측정장치(15)는 일정 간격으로 도로 경계석(다른 말로는 '연석'이라 칭하기도 함) 방향으로 레이저 빔을 조사하고, 지면으로부터 반사되어 돌아오는 레이저를 검출하여 우측방 지면과 자신과의 거리를 측정한다. 이렇게 측정된 거리에 따른 연속된 점(거리값)들은 도 3에서와 같이 직선으로 표현된다. 이러한 직선에서 특징점 추출 알고리즘을 적용하면 도로면과 도로 경계석이 만나는 점(9)을 구할 수 있게 된다.
예를 들어, 거리측정장치(15)가 도 2에 도시한 것처럼 차량의 우측 상단 전면부에 장착되어, 도로면과 도로 경계석을 포함하는 일정 구간에서 지면과의 거리를 측정한다고 가정하면, 도 3에서와 같이, 차량에서 점점 멀어질수록 거리값이 증가하다가 도로면과 도로 경계석(이하, '경계석')이 만나는 지점(9)부터 일정구간 동안 (경계석의 높이에 비례) 거리값이 감소한다.
한편, 본 발명의 효과적인 실시예를 위해 상기한 영상촬영장치(5)와 거리측정장치(15)는 차량의 좌·우측 상단에 동일선상으로 나란하게 배치되는 것이 ㅂ람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 5는 도 4에 도시된 차선정보 통합부(30)의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 차선 유지 및 이탈 방지 장치는, 영상촬영장치(5), 차선 인식부(10), 거리측정장치(15), 경계석 인식부(20), 차선정보 통합부(30), 위치 인식부(40), 조향제어 연산부(50), 조향장치 제어부(60), 표시부(70), 위성항법장치(80), 및 도로정보 데이터베이스(85, 이하 '도로정보 DB')를 구비한다.
영상촬영장치(5)는 차량의 좌측 상단에 장착되며, 차량의 좌측방 도로를 촬영하여 도로 영상을 획득한다. 예를 들어, 본 발명의 영상촬영장치(5)에는 카메라가 사용될 수 있다.
차선 인식부(10)는 영상촬영장치(5)를 통해 촬영된 차량의 좌측방 도로 영상을 입력받아, 도로 영상에서 차선 정보를 추출한다.
거리측정장치(15)는 차량의 우측 상단에 장착되며, 차량의 우측방 지면과의 거리를 측정한다.
경계석 인식부(20)는 거리측정장치(15)를 통해 측정된 거리측정장치(15)와 차량의 우측방 지면과의 거리정보에서 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출한다.
위치 인식부(40)는 위성항법장치(80, Global Positioning System;GPS)로부터 차량의 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보를 이용하여 도로DB(85)에서 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출한다. 도 6은 도로정보DB(85)에 저장되는 도로 정보 테이블의 일예를 나타낸다.
차선정보 통합부(30)는 차선 인식부(10), 경계석 인식부(20), 및 위치 인식부(40)에 의해 추출된 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성한다.
이를 위해 차선정보 통합부(30)는 차선거리 계산부(31), 경계석거리 계산부(32), 및 주행차선 생성부(33)을 구비한다.
차선거리 계산부(31)는 가상의 주행차선을 생성하기 위해 차선 인식부(10)를 통해 구해진 차선정보를 이용하여 차량에 설치된 영상촬영장치(5)와 차선과의 거리를 산출하고, 산출된 거리값을 주행차선 생성부(33)에 전달한다.
경계석거리 계산부(32)는 가상의 주행차선을 생성하기 위해 경계석 인식부(20)를 통해 구해진 도로 경계석 정보를 이용하여 차량에 설치된 거리측정장치(15)와 도로 경계석과의 거리를 산출하고, 산출된 거리값을 주행차선 생성부(33)에 전달한다.
주행차선 생성부(33)는 차선거리 계산부(31) 및 경계석거리 계산부(32)로부터 전달받은 거리값들과 위치 인식부(40)로부터 전달받은 도로정보를 이용하여 가상의 주행 차선을 생성한다.
한편, 조향제어 연산부(50)는 차선정보 통합부(30)에 의해 생성된 가상의 차선과 차량의 중심점을 근거로 조향장치(90)를 제어하기 위한 조향값을 산출한다.
그리고, 조향장치 제어부(60)는 조향제어 연산부(50)에 의해 산출된 조향값 에 근거하여 조향장치(90)을 제어한다. 조향장치 연산부(50)를 통해 산출된 조향값에는 조향방향 및 조향각에 대한 정보가 포함되고, 조향장치 제어부(60)는 이러한 정보들을 근거로 조향장치(90)를 제어한다.
표시부(70)는 상기한 각 구성요소들의 동작 수행에 따른 결과를 운전자에게 표시하여, 운전자가 자신의 차량의 현재 주행상태를 확인할 수 있도록 한다. 표시부(70)는 액정 디스플레이(LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD), 유기 발광 다이오드(OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 8은 차량과 도로면과의 기하학적 관계도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 먼저, 영상촬영장치(5)를 통해 차량의 좌측방 도로를 촬영하고(S10), 촬영된 도로 영상에서 차선정보를 추출한다(S20).
그리고, 차량의 우측 상단에 설치되어 있는 거리측정장치(15)를 통해 거리측정장치(15)와 차량의 우측방 지면과의 거리를 측정하고(S30), 측정된 거리정보에서 상기 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출한다(S40).
한편, 도 7에서는 전술한 단계들이 시간에 따라 순차적으로 수행되는 것으로 도시되어 있지만, 상기한 S10 단계와 S30 단계는 동시에 수행되는 것이 바람직하다.
다음으로, 위성항법장치(80)로부터 차량의 위치정보를 획득하고(S40), 상기 획 득한 위치정보를 이용하여 도로정보DB(85)에서 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출한다(S60).
다음으로, S60 단계에서 추출한 도로정보, S20 단계에서 추출한 차선정보, 및 S10 단계에서 추출한 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성한다(S70).
S70 단계에서 가상의 차선을 생성하는 방법에 대해서는 이하의 설명을 통해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
설명을 위해, 상기한 S10 단계에서 수집된 도로 영상에서 영상처리기법에 의하여 검출된 좌측차선의 한점을 lP(x,y), S30단계를 통해 측정된 거리정보에서 특징점 추출기법에 의하여 구해진 도로 경계석 상의 한 점을 rP(x,y)라 정의하기로 한다. 그리고, lP(x,y)와 rP(x,y)를 잇는 직선의 중심점을 P(x,y), 영상촬영장치(5)와 lP(x,y)까지의 거리를 Ld, 거리측정장치(15)와 rP(x,y)까지의 거리를 Cd, 차축거리를 CarW, 도로폭을 Rw, 차량의 오른쪽 차선과 도로 경계석까지의 거리를 Cw, 영상촬영장치(5)와 거리측정장치(15)로부터 lP(x,y)와 rP(x,y)를 잇는 직선까지의 거리를 k라 정의하기로 한다(도 8참조).
차량의 진행방향에 따라 또는 차량의 중심점이 차선상의 이탈정도에 따라서 Ld와 Cd는 유동적으로 변화하게 된다. 이러한 유동적 변화에 대응하여 본 발명에서는 다음과 같은 방법에 의하여 가상의 차선 P(x,y)를 구한다.
먼저, 가상의 차선 P(x,y)를 구하기에 앞서 차량의 진행방향에 따른 현재 위치정보를 위치항법장치(80)로부터 획득하고, 차량의 현재 위치에 해당되는 도로정보를 x축위치와 y축위치를 기반으로 도로정보DB(85)에서 추출한다. 그리고, 다음과 같은 절차에 따라 가상의 차선 P(x,y)를 구한다.
1. 도로정보와 차량의 좌측 차선정보에 기초하여 lP(x)를 구한다.
2. 도로정보와 도로 경계석 정보에 기초하여 rP(x)를 구한다.
3. lP(x)와 rP(x)에 기초로 하여 P(x,y)를 구한다.
먼저, 도로정보와 좌측차선의 정보에 기초로하여 lP(x)를 수학식 1과 같이 구한다. lP(y)는 이미 k값에 의하여 결정되어 있다.
Figure 112009069030102-PAT00001
여기서 lP(x)는, 영상촬영장치(5)와 차선까지의 거리정보(Ld)를 기반으로 하여 영상좌표계를 도로의 폭정보를 참조하여 실제 거리 X좌표계로 계산한 값이 된다.
rP(x)는 도로정보와 연석정보에 기초로 하여 수학식 2와 같이 구한다. 마찬가지로 rP(y)는 이미 k값에 의하여 결정되어 있다.
Figure 112009069030102-PAT00002
여기서 rP(x)에 -1을 곱한 이유는 좌측 차선의 방향과 연석정보의 방향이 서로 반대의 방향이기 때문에 조향값의 방향성을 일치시키기 위해서 연석의 정보에 -1을 곱한 것이다.
그리고, rP(x)는 거리측정장치(15)와 도로 경계석까지의 거리정보(Cd)를 기 반으로 하여 도로의 폭정보를 참조하여 실제 거리 X좌표계로 계산한 값이 된다.
상기한 단계에서 구해진 lP(x)와 rP(x)를 이용하여 수학식 3과 같이 가상차선의 중심점 P(x,y)를 구한다.
Figure 112009069030102-PAT00003
구해진 P(x,y)는 조향제어 연산부로 전달되고, 조향제어 연산부에서는 가상 차선 및 차량의 중심점에 근거하여 조향값을 산출한다(S80). 보다 상세하게는, 조향제어 연산부는 이륜차 모델에 의하여 회전반경을 구하고 회전반경에 따라 조향각(a)를 구한다. 조향각(a)은 부호에 따라 차량의 회전방향(조향방향)이 결정된다. 조향제어 연산부에서 구해진 조향각(a)은 조향장치 제어부로 전달되고 조향장치 제어부는 조향장치(에컨대, 스티어링휠)를 시계방향 또는 반시계방향으로 제어하여 주행차선을 유지하도록 한다(S90). 상기한 일련의 단계들은 표시부를 통해 표시된다(S100).
전술한 바에 따르면, 차량의 좌측차선을 근접 촬영하여 검출함으로써 주행제어를 위한 영상기반 차선인식에 있어서 역광에 의해 발생할 수 있는 영상 수집의 어려움 및 차선 오인식을 해결할 수가 있다. 또한, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지를 위한 주행제어를 위해 도로 경계석 정보를 이용하여줌으로써, 종래기술에서 오른쪽 차선정보의 오인식 및 획득 불가로 인해 발생하는 문제점을 해결하고, 가변적 인 도로 환경에서도 주행차선을 바르게 유지하면서 안전하게 주행할 수 있도록 한다.
본 발명의 일부 단계들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, 자기 테이프, 플로피디스크, HDD, 광 디스크, 광자기 저장장치 등이 있을 수 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상촬영장치의 장착 위치 및 촬영범위를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 거리측정장치의 장착 위치 및 측정범위를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 거리측정장치를 통해 측정된 거리정보를 직선으로 도식화한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 차량정보 통합부의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도로정보 DB에 저장되는 도로 정보 테이블의 일예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 차선 유지 장치 및 이탈 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 차량과 도로면의 기하학적 관계도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5:영상촬영장치 10:차선 인식부
15:거리측정장치 20:경계석 인식부
30:차선정보 통합부 40:위치 인식부
50:조향제어 연산부 60:조향장치
70:표시부 80:위성항법장치
85:도로정보 데이터베이스 90:조향장치

Claims (12)

  1. 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치에 관한 것으로서,
    영상촬영장치를 통해 촬영된 차량의 좌측방 도로 영상에서 차선정보를 추출하는 차선 인식부;
    거리측정장치를 통해 측정된 상기 거리측정장치와 상기 차량의 우측방 지면과의 거리정보에서 상기 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출하는 경계석 인식부;
    위성항법장치로부터 상기 차량의 위치정보를 획득하고, 상기 획득한 위치정보를 이용하여 도로정보 데이터베이스에서 상기 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출하는 위치 인식부;
    상기 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 차선정보 통합부;
    상기 생성된 가상의 차선과 차량의 중심점을 근거로 조향장치를 조향하기 위한 조향값을 산출하는 조향제어 연산부; 및
    상기 산출된 조향값에 근거하여 조향장치를 제어하는 조향장치 제어부를 구비하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 거리측정장치는,
    레이저를 이용하여 상기 거리측정장치와 차량의 우측방 도로면과의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상촬영장치와 상기 거리측정장치는 상기 차량의 좌·우측 상단에 동일선상으로 나란하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상촬영장치는 상기 차량의 좌측 상단에 배치되고, 이때 상기 영상촬영장치의 시선방향이 지면에 수직하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향장치를 조향하기 위한 조향값, 및 상기 조향장치 제어부에서의 제어결과 데이터를 표시하는 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향장치를 제어하기 위한 조향값은, 조향방향 및 조향각에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 차선정보 통합부는,
    상기 차선 인식부를 통해 추출된 차선정보를 이용하여 상기 영상촬영장치와 차선과의 거리를 산출하는 차선거리 계산부;
    상기 경계석 인식부를 통해 추출된 도로 경계석 정보를 이용하여 상기 거리측정장치와 도로 경계석과의 거리를 산출하는 경계석거리 계산부; 및
    상기 차선거리 계산부 및 경계석거리 계산부에 의해 산출된 거리값들을 이용하여 가상의 주행차선을 생성하는 주행차선 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 장치.
  8. 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법에 관한 것으로서,
    영상촬영장치를 통해 차량의 좌측방 도로를 촬영하고, 촬영된 도로 영상에서차선정보를 추출하는 단계;
    거리측정장치를 통해 상기 거리측정장치와 상기 차량의 우측방 지면과의 거리를 측정하고, 측정된 거리정보에서 상기 차량의 우측방에 위치하는 도로 경계석 정보를 추출하는 단계;
    위성항법장치로부터 상기 차량의 위치정보를 획득하고, 상기 획득한 위치정보를 이용하여 도로정보데이터베이스에서 상기 차량의 현재위치에 해당하는 도로정보를 추출하는 단계;
    상기 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 단계;
    상기 생성된 가상의 차선과 상기 차량의 중심점을 근거로 조향장치를 조향하기 위한 조향값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 조향값에 근거하여 조향장치를 제어하는 단계를 포함하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 조향장치를 제어하기 위한 조향값, 및 상기 조향값에 근거하여 조향장치를 제어한 결과 데이터를 운전자에게 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 조향장치를 제어하기 위한 조향값은, 조향방향 및 조향각에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 영상촬영장치를 통해 차량의 좌측방 도로를 촬영하는 단계는,
    상기 영상촬영장치의 시선방향을 상기 지면에 수직하도록 배치하여 차량의 좌측방 도로를 촬영하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 추출한 도로정보, 차선정보, 및 도로 경계석 정보에 근거하여 가상의 차선을 생성하는 단계는,
    상기 차선정보를 이용하여 상기 영상촬영장치와 차선과의 거리를 산출하고, 상기 도로 경계석 정보를 이용하여 상기 거리측정장치와 도로 경계석과의 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 거리값들을 이용하여 가상의 주행차선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 차선 유지 및 이탈 방지 방법.
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