KR20110126820A - 차선 인식 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차선 모델을 이용하여 차선이 명확하지 않은 경우에도 좌측 및 우측 차선의 신뢰도를 가지고 가중치에 따라 안정적으로 차선의 위치가 판단되도록 하는 차선 인식 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 차량의 차선 이탈 경보를 위한 차선 인식 장치로서, 차량의 주행 영상을 입력받는 영상 입력부; 및 상기 영상 입력부에서 입력받은 주행 영상을 차선 인식 프로그램을 통해 차선의 인식과 상기 차선의 위치를 포함한 차선 정보를 추출하고, 상기 추출된 차선의 좌측 및 우측 차선의 정보와 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 입력 여부를 결정하고, 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도가 미리 설정된 기준 이상이면 입력을 결정하여 미리 설정된 차선 모델에서 좌/우측의 이중 차선 여부와 상기 좌/우측 차선의 위치 정보를 갱신하며, 상기 갱신된 차선 모델 정보에 따라 상기 차량이 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보의 출력 여부를 결정하는 영상 처리부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 점선 구간이나, 차선이 잘 보이지 않는 구간에서도 차선의 위치를 파악할 수 있는 장점이 있다.

Description

차선 인식 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR RECOGNIZING LANE}

본 발명은 차선 인식에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 차선 모델을 이용하여 차선이 명확하지 않은 경우에도 좌측 및 우측 차선의 신뢰도를 가지고 가중치에 따라 안정적으로 차선의 위치가 판단되도록 하는 차선 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 ASV(Advanced Safety Vehicle)는 차량의 안전도 향상을 위해서 첨단 전자기술과 제어 기술을 적용하는 첨단 차량으로서, 교통사고를 감소시켜 교통량을 증가시키고 에너지를 절약하며 운전자의 편의를 도모하게 된다.

이러한 차량의 안전도를 향상시키기 위한 구성의 하나로 차선 이탈 경보 시스템(LDWS: Lane Departure Warning System)은 차량에 부착된 카메라로부터 전방도로의 영상을 감지하여 현재 달리고 있는 차선을 파악한 후, 만약 운전자가 부주의나 졸음운전 등으로 차선을 이탈하려고 하면 경보음이 울리도록 하여 주는 안전장치이다.

상기 차선 이탈 경보 시스템은 자동차 전방의 영상신호를 분석하여 차량이 차선을 벗어났는지를 판단하는 차선 검출 장치와 이 차선 검출 장치의 분석 결과 차량이 차선을 벗어나면 그 사실을 운전자에게 경고하는 경고 장치를 포함한다.

일반적인 차량용 차선 이탈 경보 장치는 차량의 전방에 설치되어 전방주행 영상을 입력받아 차선 인식을 위한 영상처리를 수행한 후 상기 인식된 차선을 기반으로 차선의 폭, 차선의 곡률반경, 차선 횡단시간 등의 다양한 변수를 고려한 후 차량의 차선 이탈 여부를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 운전자에게 차선 이탈 경보 및 상황을 출력한다.

그러나 종래의 차선 인식 장치와 방법은 점선 구간이나, 한쪽 차선이 잘 보이지 않는 구간 등 차선이 명확하지 않은 구간에서는 차선의 위치를 판단하는 것이 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 차선 인식 장치와 방법은 차선이 혼잡한 도로에서는 명확한 차선의 인식이 이루어지지 못하여 운전자에게 오경보를 출력하게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차선 모델을 이용하여 차선이 명확하지 않은 경우에도 좌측 및 우측 차선의 신뢰도를 가지고 가중치에 따라 안정적으로 차선의 위치가 판단되도록 하는 차선 인식 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 차선 이탈 경보를 위한 차선 인식 장치로서, 차량의 주행 영상을 입력받는 영상 입력부; 및 상기 영상 입력부에서 입력받은 주행 영상을 차선 인식 프로그램을 통해 차선의 인식과 상기 차선의 위치를 포함한 차선 정보를 추출하고, 상기 추출된 차선의 좌측 및 우측 차선의 정보와 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 입력 여부를 결정하며, 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도가 미리 설정된 기준 이상이면 입력을 결정하여 미리 설정된 차선 모델에서 좌/우측 차선의 이중 차선 여부와 상기 좌/우측 차선의 위치 정보를 갱신하고, 차량이 상기 갱신된 차선 모델에 따른 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보의 출력 여부를 결정하는 영상 처리부를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 영상 처리부로부터 상기 차선 이탈 경보가 출력되면, 운전자가 상기 차선 이탈 경보를 감지할 수 있도록 하는 차선 이탈 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 영상 처리부는 상기 좌/우측 차선이 명확하게 입력되면 상기 좌/우측 차선의 신뢰도가 증가된 후 그 결과를 상기 차선 모델 정보에 반영하여 갱신하고, 상기 좌/우측 차선이 불명확하게 반복되어 입력되면 상기 차선의 신뢰도를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 감소된 신뢰도가 차선 성분을 신뢰할 수 있는지 여부를 판단하기 위한 기준값 이상이면 그 결과를 상기 차선 모델에 반영하여 갱신하고, 상기 기준값 이하면 상기 차선 모델을 갱신하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 영상 처리부는 상기 좌측 및 우측 차선 모두의 신뢰도가 모두 감소하여 차선 모델을 갱신하지 않은 경우 이전의 차선 모델 정보를 통해 차선을 예측하여 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 영상 처리부는 상기 인식되는 차선이 두 줄로 구성된 이중 차선인 경우 차량과 인접한 차선을 차선 이탈의 판단 기준인 대표 차선으로 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 영상 처리부는 상기 인식되는 차선의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽의 차선이 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 감소하면, 차선의 신뢰도가 높은 다른 쪽 차선의 모델 정보를 통해 상기 신뢰도가 낮은 쪽의 차선을 예측하여 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 차량의 차선 이탈 방지를 위한 차선 인식 방법으로서, (a) 영상 입력부에서 입력받은 주행 영상을 영상 처리부에서 차선 인식 프로그램을 통해 차선의 인식과 상기 차선의 위치를 포함한 차선 정보를 추출하는 단계; (b) 상기 영상 처리부는 상기 단계 (a)에서 추출된 상기 차선의 좌측 및 우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 적용 여부를 결정하는 단계; (c) 상기 단계 (b)의 신뢰도가 미리 설정된 기준 이상이면 차선 적용을 결정하여 좌/우측의 이중 차선 여부와 상기 좌/우측 차선의 위치 정보를 미리 설정된 차선 모델에서 갱신하는 단계; (d) 상기 갱신된 좌/우측 차선 정보에 근거하여 차선의 평행도, 차선의 기울기 및 차선의 폭 정보가 정상 범위인지 아닌지 오류를 검증하고, 그 결과 정상 범위가 아니면 이전 차선 모델 정보와 미리 설정된 차선 정보를 사용하여 정상 범위의 차선 모델 정보로 갱신하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 갱신된 차선 모델의 차선 정보와 신뢰도에 따라 좌/우측 차선을 인식하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 영상 처리부는 상기 단계 (e)에서 인식된 차선에 대해서만 차량이 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보부로 차선 이탈 경보의 출력을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 단계 (b)의 차선 정보의 신뢰도는 상기 좌/우측 차선이 명확하게 반복되어 입력되면 상기 좌/우측 차선의 신뢰도는 증가하고, 상기 좌/우측 차선이 불명확하게 반복되어 입력되면 상기 차선의 신뢰도는 감소하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 단계 (b)의 차선 정보의 신뢰도는 차선의 기울기 정보가 일정 범위 안에서 변하지 않는 경우 신뢰도는 감소하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 단계 (b)의 차선 정보의 적용은 상기 차선 정보의 신뢰도와 차선 성분을 신뢰할 수 있는지 여부를 판단하기 위한 제 1 기준값을 비교하여 상기 차선 정보의 신뢰도가 상기 제 1 기준값 이상이면 현재 차선 정보가 반영되도록 하고, 상기 차선 정보의 신뢰도와 차선 성분을 신뢰할 수 없는지 여부를 판단하기 위한 제 2 기준값과 비교하여 상기 차선 정보의 신뢰도가 상기 제 2 기준값 이하면 이전 차선 정보가 반영되도록 하며, 상기 차선 정보의 신뢰도가 상기 제 1 및 제 2 기준값 사이의 값이면 미리 설정된 보정값이 반영되어 상기 차선 정보에 적용되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 단계 (c)는 상기 차선의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽의 차선이 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 감소하면, 차선의 신뢰도가 높은 다른 쪽 차선의 모델 정보를 통해 상기 신뢰도가 낮은 쪽의 차선을 예측하여 인식하도록 갱신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 단계 (c)는 상기 단계 (c)는 상기 차선의 좌측 및 우측 차선 모두 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 차선 성분을 신뢰할 수 없는 값인 제 2 기준값 이하면, 이전의 차선 모델 정보를 일정 시간 유지한 후에 차선 미인식 상태로 변경하도록 갱신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 단계 (c)에서 상기 차선이 두 줄로 구성된 이중 차선인 경우 차선 이탈의 판단 기준으로 차량과 인접한 차선을 대표 차선으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 점선 구간이나, 차선이 잘 보이지 않는 구간에서도 차선의 위치를 명확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 차선 모델을 통해 차선이 혼잡한 도로에서도 명확한 차선 인식을 제공할 수 있어 차선 이탈의 오경보 출력을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 차선 이탈 경보 장치의 신뢰도를 향상시켜 운전자의 편의성 개선과 안전성을 개선할 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 일반적인 차선 이탈 경보 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 차선 인식 과정을 나타낸 흐름도.
도 3 은 본 발명에 따른 차선 인식 과정의 차선 위치 판단을 위한 차선 모델을 나타낸 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 차선 인식 과정의 차선 위치 갱신에 이용하는 테이블을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차선 인식 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 일반적인 차선 이탈 경보 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 차선 이탈 경보를 위한 차선 인식 장치는 차량의 주행 영상을 입력받는 영상 입력부(100)와, 상기 영상 입력부(100)에서 입력받은 주행 영상으로부터 차선을 인식한 후 인식된 차선의 좌측 및 우측 차선의 정보와 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 적용 여부를 결정하며, 상기 좌/우측 차선 정보의 적용이 결정되면 미리 설정된 차선 모델을 갱신하고, 차량이 상기 갱신된 차선 모델 정보에 따른 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보의 출력을 결정하는 영상 처리부(200)와, 상기 영상 처리부로(200)부터 상기 차선 이탈 경보가 출력되면, 운전자가 상기 차선 이탈 경보를 감지할 수 있도록 하는 차선 이탈 경보부(300)를 포함한다.

상기 영상 입력부(100)는 차량에 설치된 카메라로서 CCD 또는 CMOS 등을 이용하고, 주로 차량의 내부에 설치된 룸미러에 설치되어 차량의 전방 주행 영상을 검출하여 상기 영상 처리부(200)로 제공한다.

상기 영상 처리부(200)는 마이크로프로세서 등을 이용하여 구성되고, 내재된 차선 인식 프로그램을 통해 상기 차량의 주행 영상으로부터 차선을 인식하고, 상기 인식된 차선의 위치 정보를 포함한 차선 정보를 추출한다. 상기 차선 인식 프로그램은 공지 기술을 이용할 수도 있다.

또한, 상기 영상 처리부(200)는 상기 추출된 차선의 좌측 및 우측 차선의 정보와 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 적용(입력) 여부를 결정한다.

상기 영상 처리부(200)는 영상 입력부(100)를 통해 입력받은 주행 영상으로부터 상기 차선 인식 프로그램이 인식한 좌측 및 우측 차선을 명확하게 제공하는 경우 상기 차선 정보의 신뢰도를 증가시키고, 상기 증가된 차선 정보의 신뢰도가 포함된 현재의 차선 정보로 차선 모델 정보를 갱신한다.

즉 직선으로 이루어진 예를 들면, 중앙선이나, 버스 전용 차선 등 차선이 명확하게 잘 인식되는 구간에서는 입력 차선 정보에 대한 신뢰도가 증가하게 되어 안정적인 차선 인식을 할 수 있게 된다.

여기서 상기 차선 모델은 좌측 차선, 우측 차선, 차선의 기울기, 좌측 차선의 신뢰도 및 우측 차선의 신뢰도에 따른 값을 갖고, 상기 차선의 신뢰도는 기본적으로 차선의 확실한 정도에 의해 결정된다.

또한, 상기 영상 처리부(200)는 차선이 점선으로 이루어진 구간이나 차선이 잘 보이지 않는 구간 등 명확하게 차선의 위치를 인식할 수 없어 차선에 대한 신뢰도가 낮은 차선 정보가 반복하여 입력되면, 차선의 신뢰도가 낮아지도록 하고 낮아진 신뢰도를 미리 설정된 기준값과 비교하여 차선 모델에 적용할지 여부를 결정한다.

상기 낮아진 신뢰도가 상기 미리 설정된 기준값 이상이면 차선 정보에 일정 가중치를 갖도록 한 다음 상기 가중치를 갖는 차선 정보로 상기 차선 모델을 갱신한다.

또한, 상기 낮아진 신뢰도가 상기 미리 설정된 기준값 이하면 차선의 정보는 갱신하지 않고, 이전의 차선 정보로 상기 차선 모델을 갱신한다.

또한, 상기 영상 처리부(200)는 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도가 미리 설정된 기준 이상이면 현재의 차선 정보가 적용되도록 입력을 결정하고, 미리 설정된 차선 모델에서 좌/우측 차선 정보를 갱신한다.

이때 상기 좌/우측 차선의 이중 차선 여부를 판단하여 두 개의 실선으로 이루어진 이중 차선인 경우 차량과 인접한 쪽에 위치한 차선을 차선 이탈 판단을 위한 대표 차선으로 설정한다.

즉 도로의 좌/우측에는 중앙선, 버스 전용 차선, 인터체인지나 교차로에서 차량의 진출입을 위한 차선 변경선 등 다양한 이중 차선이 존재하므로 두 개의 차선이 검출된 경우 하나의 차선을 선택하여 차선 이탈 여부를 판단하기 위한 대표 차선으로 설정한다.

또한, 상기 영상 처리부(200)는 상기 인식되는 차선의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽의 차선이 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 감소하면, 신뢰도가 높은 다른 쪽 차선의 모델 정보를 이용하여 신뢰도가 낮은 쪽의 차선을 예측하여 인식한다.

즉 대부분의 차선은 평행하게 배치되므로, 양쪽의 차선 중에서 한쪽의 차선이 명확하게 인식되고 다른 쪽의 차선은 명확하게 인식되지 않은 경우에 명확하게 인식되지 않는 쪽의 차선에 일정한 가중치를 갖는 신뢰도를 부여하며 이에 근거하여 차선을 예측하여 인식한 후 상기 인식된 차선에 대해서만 차선 이탈 경보를 수행하게 된다.

한편, 상기 영상 처리부(200)는 상기 좌측 및 우측 차선 모두의 신뢰도가 미리 설정된 기준값 이하면 차선 모델을 갱신하지 않고, 이전의 차선 모델 정보를 통해 차선을 예측하여 인식하며, 상기 인식된 차선에 대해서만 경보를 수행하게 된다.

또한, 상기 영상 처리부(200)는 상기 갱신된 차선 모델의 좌/우측 차선 정보를 이용하여 차선의 평행도, 차선의 기울기, 차선의 폭 정보 등이 미리 설정된 정상 범위 내에 존재하면 정상의 차선 정보를 갖는 차선 모델로 갱신하고, 상기 차선의 평행도, 차선의 기울기, 차선의 폭 정보 등이 정상 범위를 벗어나면 이전 차선 모델 정보와 미리 설정된 차선 정보 등을 적용하여 상기 차선의 평행도, 차선의 기울기, 차선의 폭 정보 등이 정상 범위를 갖는 차선 모델이 되도록 갱신한다.

또한, 상기 영상 처리부(200)는 상기 갱신된 차선 모델 정보에 따라 상기 차량이 차선을 이탈하는지 여부를 판단하고, 차량이 차선을 이탈하면 차선 이탈 경보부(300)로 차선 이탈 경보를 출력한다.

상기 차선 이탈 경보부(300)는 상기 영상 처리부(200)의 판단 결과에 따라 출력되는 상기 차선 이탈 경보 신호가 운전자에게 인식될 수 있도록 디스플레이 수단과 음향 출력 수단을 통한 표시 기능과, 안전벨트 조이기 등의 햅틱 기능을 수행한다.

도 2는 본 발명에 따른 차선 인식 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차선 인식 과정의 차선 위치 판단을 위한 차선 모델을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 차선 인식 과정의 차선 위치 갱신에 이용하는 테이블을 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 차선 인식 방법을 설명한다.

영상 입력부(100)에서 주행 영상을 입력(S100)받으면, 영상 처리부(200)는 상기 주행 영상을 차선 인식 프로그램을 통해 좌측 및 우측 차선의 인식과 상기 좌/우측 차선의 위치를 포함한 차선 정보를 추출(S200)한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 차선 모델은 차선 인식을 위해 항상 존재하는 가상의 차선으로 두 개의 실선으로 이루어진 이중 차선과 차선의 기울기 정보를 포함한다.

즉 차량의 진행방향 좌측에는 좌-외측 차선(1)과 좌-내측 차선(2)으로 구성된 이중 차선이 배치되고, 상기 차량의 진행방향 우측에는 우-내측 차선(3)과 우-외측 차선(4)으로 구성된 이중 차선이 배치되며, 상기 좌-내측 차선(2)과 우-내측 차선(3)은 차선 인식을 위한 대표 차선으로 사용되고, 상기 좌-내측 차선(2)과 우-내측 차선(3) 사이에는 차선의 기울기(5)가 배치된다.

상기 영상 처리부(200)는 상기 S200 단계에서 추출된 상기 차선의 좌측 및 우측 차선 정보 즉 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보를 상기 차선 모델에 적용할지 여부를 결정(S300)한다.

상기 S300 단계에서, 상기 좌/우측의 차선 정보가 미리 설정된 기준값을 만족하면 차선 모델로의 적용을 결정하며, 상기 좌/우측 차선이 이중 차선인 경우 차선 이탈의 판단 기준으로 차량과 인접한 차선을 대표 차선으로 설정하여 상기 좌/우측 차선의 위치 정보가 상기 차선 모델에서 갱신되도록 한다(S400).

상기 S300 단계에서, 상기 좌/우측 차선이 명확하게 반복되어 입력되면 상기 좌/우측 차선의 신뢰도는 증가하고, 상기 좌/우측 차선이 불명확하게 반복되어 입력되면 상기 차선의 신뢰도는 감소한다.

즉 좌측 및 우측의 차선 정보는 각각 특정 범위의 신뢰도를 갖고, 영상으로 입력되는 차선이 명확하게 반복하여 입력되는 경우 차선의 신뢰도는 증가하며, 영상을 통해 입력되는 차선이 명확하지 않은 상태로 반복하여 입력되는 경우 차선의 신뢰도는 감소하게 되고, 이에 따라 차선 모델을 갱신하게 된다.

또한, 차선의 신뢰도가 차선을 인식할 수 없는 일정 기준값 이하로 내려가게 되면 차선을 인식하지 않는다.

상기 S400 단계에서 신뢰도에 따른 차선 모델의 갱신을 더욱 상세하게 설명하면, 상기 영상 처리부(200)는 좌/우측 차선의 정보를 검출하고, 상기 검출된 좌/우측 차선의 정보를 차선 성분을 신뢰할 수 있는 값인 제 1 기준값과 비교한다.

상기 비교 결과, 상기 좌/우측 차선 정보가 모두 상기 제 1 기준값 이상이면 양쪽 차선 모두 현재의 차선 정보가 갱신되어 차선 모델 정보에 반영되도록 한다.

또한, 상기 좌/우측 차선 정보가 상기 제 1 기준값과 차선 성분을 신뢰할 수 없는 값인 제 2 기준값 사이의 값을 가지면, 미리 설정된 보정값을 반영하여 차선 정보가 차선 모델 정보에 반영되도록 한다.

즉 좌/우측 차선 정보 중 어느 하나가 상기 제 1 기준값 이상이고, 다른 하나의 좌/우측 차선 정보가 상기 제 1 기준값과 상기 제 2 기준값 사이의 값을 가지면, 현재 영상 프레임에서의 좌/우측 차선 정보와 1 프레임 전 영상에서의 상기 좌/우측 차선 정보와 차선간 평균 간격과 차선간에 미리 설정된 간격에 일정 크기의 가중치를 주어 차선 정보를 갱신한 후 차선 모델 정보를 생성하고, 상기 조건이 반복될 경우 신뢰도는 감소한다.

또한, 좌/우측 차선 정보 중 어느 하나가 상기 제 1 기준값 이상이고, 다른 하나의 좌/우측 차선의 정보가 상기 제 2 기준값 이하의 값을 가지면 현재 영상 프레임에서의 좌/우측 차선 정보와 1 프레임 전 영상에서의 상기 좌/우측 차선 정보와 차선간 평균 간격과 차선간에 미리 설정된 간격에 일정 크기의 가중치를 주어 차선 정보를 갱신한 후 차선 모델 정보를 생성하고, 상기 조건이 반복될 경우 신뢰도가 감소한다.

한편, 상기 좌/우 차선 정보로부터 1 프레임 전 영상에서의 상기 좌/우측 차선 정보를 뺄셈한 값을 영상 1 프레임 안에 차선 성분이 이동할 수 있는 범위의 경계값과 비교하고, 상기 뺄셈한 값이 상기 경계값 보다 작은 경우를 만족하지 못하면 문제가 되는 차선의 정보는 갱신하지 않으며, 반복될 경우 신뢰도가 감소한다.

도 4에 도시된 바와 같이 좌/우측 차선의 신뢰도에 따라 양쪽 차선에 현재의 차선 정보가 반영되도록 갱신하거나, 어느 하나의 차선에 일정한 가중치를 갖도록 부여한 제 1 내지 제 5 보정값이 반영되도록 차선 모델을 갱신하거나, 양쪽 차선에 갱신 없이 이전 차선 정보가 유지되도록 한다.

상기 제 1 보정값은 예를 들면, 현재 차선 정보, 평균 차선 폭 정보에 일정한 가중치 a를 주어 보정한 값이고, 제 2 보정값은 현재 차선 정보, 평균 차선 폭, 미리 설정된 차선 폭 정보에 가중치 b를 주어 보정한 값이며, 제 3 보정값은 현재 차선 정보, 평균 차선 폭 정보에 가중치 c를 주어 보정한 값이고, 제 4 보정값은 현재 차선 정보, 평균 차선 폭, 미리 설정된 차선 폭 정보에 가중치 d를 주어 보정한 값이며, 제 5 보정값은 현재 차선 정보, 평균 차선 폭, 미리 설정된 차선 폭 정보에 가중치 e를 주어 보정한 값이다.

또한, 차선의 기울기(5) 정보는 일정 범위 안에서 변할 수 있으며, 상기 일정 범위 안에서 변하지 않으면 차선 모델 정보를 갱신하지 않고, 상기 차선의 기울기(5)가 일정 범위 안에서 변하지 않는 것이 반복될 경우 차선의 신뢰도는 감소한다.

또한, 두 차선은 항상 평행하며 두 차선간의 평행도가 두 차선의 상위점과 하위점의 오차 범위 이상 차이가 발생할 경우 신뢰도가 떨어지는 차선은 신뢰도가 높은 차선을 기준으로 차선간 평균 간격 정보가 부여되고, 상기 부여된 정보에 따라 차선 모델 정보를 갱신하며, 상기 조건이 반복될 경우 차선의 신뢰도를 감소시킨다.

또한, 상기 차선의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽의 차선이 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 감소하면, 차선의 신뢰도가 높은 다른 쪽 차선의 모델 정보를 통해 상기 신뢰도가 낮은 쪽의 차선을 예측하여 인식되도록 차선 모델 정보를 갱신한다.

또한, 상기 차선의 좌측 및 우측 차선 모두 인식되지 않거나 양쪽 차선 모두 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 차선 성분을 신뢰할 수 없는 값인 제 2 기준값 이하면, 이전의 차선 모델 정보를 일정 시간 유지한 후에 차선 미인식 상태로 변경하여 차선 모델 정보를 갱신한다.

상기 S400 단계를 수행한 후 상기 갱신된 좌/우측 차선 정보에 근거하여 차선의 평행도, 차선의 기울기 및 차선의 폭 정보가 정상 범위인지 아닌지 오류를 검증하고, 그 결과 정상 범위가 아니면 이전 차선 모델 정보와 미리 설정된 차선 정보를 사용하여 정상 범위의 차선 모델 정보로 갱신(S500)한다.

상기 S500 단계에서 갱신된 차선 모델의 차선 정보와 신뢰도에 따라 좌/우측 차선을 인식(S600)하고, 상기 S500 단계에서 인식된 차선에 대해서만 차량이 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보부(300)로 차선 이탈 경보의 출력 여부를 결정한다.

따라서, 차선이 명확하지 않은 경우에도 차선 모델을 이용하여 좌측 및 우측 차선의 신뢰도를 가지고 가중치에 따라 안정적으로 차선의 위치를 판단할 수 있고, 상기 판단에 따라 인식된 차선에 대해서만 경보하는 것이 가능하다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 좌-외측 차선 2 : 좌-내측 차선
3 : 우-내측 차선 4 : 우-외측 차선
5 : 차선의 기울기 100 : 영상 입력부
200 : 영상 처리부 300 : 차선 이탈 경보부

Claims (15)

1. 차량의 차선 이탈 경보를 위한 차선 인식 장치로서,
   차량의 주행 영상을 입력받는 영상 입력부; 및
   상기 영상 입력부에서 입력받은 주행 영상을 차선 인식 프로그램을 통해 차선의 인식과 상기 차선의 위치를 포함한 차선 정보를 추출하고, 상기 추출된 차선의 좌측 및 우측 차선의 정보와 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 입력 여부를 결정하며, 상기 좌/우측 차선 정보의 신뢰도가 미리 설정된 기준 이상이면 입력을 결정하여 미리 설정된 차선 모델에서 좌/우측 차선의 이중 차선 여부와 상기 좌/우측 차선의 위치 정보를 갱신하고, 차량이 상기 갱신된 차선 모델에 따른 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보의 출력 여부를 결정하는 영상 처리부를 포함하는 차선 인식 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상 처리부로부터 상기 차선 이탈 경보가 출력되면, 운전자가 상기 차선 이탈 경보를 감지할 수 있도록 하는 차선 이탈 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 영상 처리부는 상기 좌/우측 차선이 명확하게 입력되면 상기 좌/우측 차선의 신뢰도가 증가된 후 그 결과를 상기 차선 모델 정보에 반영하여 갱신하고, 상기 좌/우측 차선이 불명확하게 반복되어 입력되면 상기 차선의 신뢰도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 차선 인식 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 감소된 신뢰도가 차선 성분을 신뢰할 수 있는지 여부를 판단하기 위한 기준값 이상이면 그 결과를 상기 차선 모델에 반영하여 갱신하고, 상기 기준값 이하면 상기 차선 모델을 갱신하지 않는 것을 특징으로 하는 차선 인식 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 영상 처리부는 상기 좌측 및 우측 차선 모두의 신뢰도가 모두 감소하여 차선 모델을 갱신하지 않은 경우 이전의 차선 모델 정보를 통해 차선을 예측하여 인식하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 영상 처리부는 상기 인식되는 차선이 두 줄로 구성된 이중 차선인 경우 차량과 인접한 차선을 차선 이탈의 판단 기준인 대표 차선으로 인식하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 영상 처리부는 상기 인식되는 차선의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽의 차선이 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 감소하면, 차선의 신뢰도가 높은 다른 쪽 차선의 모델 정보를 통해 상기 신뢰도가 낮은 쪽의 차선을 예측하여 인식하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 장치.
8. 차량의 차선 이탈 방지를 위한 차선 인식 방법으로서,
   (a) 영상 입력부에서 입력받은 주행 영상을 영상 처리부에서 차선 인식 프로그램을 통해 차선의 인식과 상기 차선의 위치를 포함한 차선 정보를 추출하는 단계;
   (b) 상기 영상 처리부는 상기 단계 (a)에서 추출된 상기 차선의 좌측 및 우측 차선 정보의 신뢰도에 따라 상기 좌/우측 차선 정보의 적용 여부를 결정하는 단계;
   (c) 상기 단계 (b)의 신뢰도가 미리 설정된 기준 이상이면 차선 적용을 결정하여 좌/우측의 이중 차선 여부와 상기 좌/우측 차선의 위치 정보를 미리 설정된 차선 모델에서 갱신하는 단계;
   (d) 상기 갱신된 좌/우측 차선 정보에 근거하여 차선의 평행도, 차선의 기울기 및 차선의 폭 정보가 정상 범위인지 아닌지 오류를 검증하고, 그 결과 정상 범위가 아니면 이전 차선 모델 정보와 미리 설정된 차선 정보를 사용하여 정상 범위의 차선 모델 정보로 갱신하는 단계; 및
   (e) 상기 단계 (d)에서 갱신된 차선 모델의 차선 정보와 신뢰도에 따라 좌/우측 차선을 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   (f) 상기 영상 처리부는 상기 단계 (e)에서 인식된 차선에 대해서만 차량이 차선을 이탈하는지 여부를 판단하여 차선 이탈 경보부로 차선 이탈 경보의 출력을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단계 (b)의 차선 정보의 신뢰도는 상기 좌/우측 차선이 명확하게 반복되어 입력되면 상기 좌/우측 차선의 신뢰도는 증가하고, 상기 좌/우측 차선이 불명확하게 반복되어 입력되면 상기 차선의 신뢰도는 감소하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단계 (b)의 차선 정보의 신뢰도는 차선의 기울기 정보가 일정 범위 안에서 변하지 않는 경우 신뢰도는 감소하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단계 (b)의 차선 정보의 적용은 상기 차선 정보의 신뢰도와 차선 성분을 신뢰할 수 있는지 여부를 판단하기 위한 제 1 기준값을 비교하여 상기 차선 정보의 신뢰도가 상기 제 1 기준값 이상이면 현재 차선 정보가 반영되도록 하고, 상기 차선 정보의 신뢰도와 차선 성분을 신뢰할 수 없는지 여부를 판단하기 위한 제 2 기준값과 비교하여 상기 차선 정보의 신뢰도가 상기 제 2 기준값 이하면 이전 차선 정보가 반영되도록 하며, 상기 차선 정보의 신뢰도가 상기 제 1 및 제 2 기준값 사이의 값이면 미리 설정된 보정값이 반영되어 상기 차선 정보에 적용되도록 하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
13. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 상기 차선의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽의 차선이 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 감소하면, 차선의 신뢰도가 높은 다른 쪽 차선의 모델 정보를 통해 상기 신뢰도가 낮은 쪽의 차선을 예측하여 인식하도록 갱신하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 상기 차선의 좌측 및 우측 차선 모두 인식되지 않거나 희미하게 인식되어 차선의 신뢰도가 차선 성분을 신뢰할 수 없는 값인 제 2 기준값 이하면, 이전의 차선 모델 정보를 일정 시간 유지한 후에 차선 미인식 상태로 변경하도록 갱신하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.
15. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서 상기 차선이 두 줄로 구성된 이중 차선인 경우 차선 이탈의 판단 기준으로 차량과 인접한 차선을 대표 차선으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차선 인식 방법.

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