KR20120025290A - 목표물 추적 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목표물을 추적중에 둔턱이나 거친 노면 주행시 목표물 추적이 상실되지 않도록 목표물의 위치를 조정함으로써 목표물 감지 성능을 향상시킬 수 있도록 한 목표물 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 x축, y축, z축의 가속도를 감지하는 가속도 감지부; x축, y축, z축의 각속도를 감지하는 각속도 감지부; 및 임의의 영상내의 목표물을 추적하는 중에, 상기 가속도 감지부 및 각속도 감지부를 통하여 감지된 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 초과한 값에 기반하여 해당 영상의 프레임내 목표물의 위치를 조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치를 제공한다.

Description

목표물 추적 장치 및 방법{TARGET TRACKING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 목표물 추적 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 목표물을 추적중에 둔턱이나 거친 노면 주행시 목표물 추적이 상실되지 않도록 목표물의 위치를 조정함으로써 목표물 감지 성능을 향상시킬 수 있도록 한 목표물 추적 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어 자동차에는 카메라에 의해 취득된 영상정보를 이용하는 장치의 사용이 늘고 있다. 이러한 장치의 예로서, 주로 전방 카메라에 의해 취득된 영상정보에 근거하여 운용되는 차선이탈경보장치나 차선유지지원장치, 그리고 후방 카메라에 의해 취득된 영상정보에 근거하여 운용되는 후방경보장치, 후방시야확보장치 등을 들 수 있다.
이들 장치는 전방 또는 후방의 영상을 촬영하기 위한 카메라와 더불어 카메라에서 출력되는 영상신호를 처리하기 위한 ECU(E1ectronic Contro1 Unit) 등의 제어장치, 그리고 필요에 따라서는 촬영된 영상신호를 근거로 목적하는 바의 영상화면을 제공하기 위한 디스플레이 수단 등을 포함하여 구성된다.
그러나, 상기 한 종류의 장치들은 차량의 운동 상태 또는 둔턱과 같은 외부 환경에 따라 목표물의 감지 성능이 저하되거나, 목표물의 감지 실패라는 결과를 제공하게 되어, 목표물을 제대로 인식하지 못하는 문제점이 발생된다.
특히, 이전 감지된 목표물의 위치와 현재 감지된 목표물의 위치가 둔턱 또는 차량 운동 상태에 따라 위치 정보가 변이되고, 외부 잡음에 따라 목표물의 감지 실패가 빈번하게 발생되어, 결국 정상 작동하지 못하는 문제점이 발생되므로 이에 대한 대책이 요구된다.
본 발명의 목적은, 목표물을 추적중에 둔턱이나 거친 노면 주행시 목표물 추적이 상실되지 않도록 목표물의 위치를 조정함으로써 목표물 감지 성능을 향상시킬 수 있도록 한 목표물 추적 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물 추적 장치는 x축, y축, z축의 가속도를 감지하는 가속도 감지부; x축, y축, z축의 각속도를 감지하는 각속도 감지부; 및 임의의 영상내의 목표물을 추적하는 중에, 상기 가속도 감지부 및 각속도 감지부를 통하여 감지된 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 초과한 값에 기반하여 해당 영상의 프레임내 목표물의 위치를 조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물 추적 장치는 차선이탈 방지 시스템(LKAS)으로부터 영상을 수신하는 인터페이스부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 임계값을 초과하는 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나의 값, 상기 영상을 수신한 시간 및 해당 영상의 프레임을 매칭시키는 프레임 매칭부; 상기 임계값을 초과하는 적어도 하나의 값을 이용하여 상기 매칭시킨 프레임의 목표물 중심으로부터 이전 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값을 계산하는 이동값 계산부; 및 상기 계산된 이동값을 반영하여 목표물이 위치 조정되도록 영상을 보정하는 영상 보정부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법은 임의의 영상을 수신하는 단계; 가속도 감지부에 의해, 감지된 x축, y축, z축의 가속도를 수신하는 단계; 각속도 감지부에 의해, 감지된 x축, y축, z축의 각속도를 수신하는 단계; 및 임의의 영상내의 목표물을 추적하는 중에, 상기 감지된 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 초과한 값에 기반하여 해당 영상의 프레임내 목표물의 위치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신하는 단계는 인터페이스부에 의해, 차선이탈 방지 시스템(LKAS)으로부터 영상을 수신하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 목표물의 위치를 조정하는 단계는 상기 임계값을 초과하는 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나의 값, 상기 영상을 수신한 시간 및 해당 영상의 프레임을 매칭시키는 단계; 상기 임계값을 초과하는 적어도 하나의 값을 이용하여 상기 매칭시킨 프레임의 목표물 중심으로부터 이전 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 이동값을 반영하여 목표물이 위치 조정되도록 영상을 보정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 목표물을 추적중에 둔턱이나 거친 노면 주행시 목표물 추적이 상실되지 않도록 목표물의 위치를 조정함으로써 목표물 감지 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물 추적 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
도 3 및 도 4는 목표물의 위치가 조정되도록 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물 추적 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물 추적 장치(1)는 차선이탈방지장치과 같은 안전 장치로, 차량 주행시에 거동상태가 둔턱이나 외부 환경에 따라 불안정하더라도 목표물의 추적이 상실되지 않도록 목표물의 위치를 조정할 수 있다.
이러한 목표물 추적 장치(1)는 가속도 감지부(11), 각속도 감지부(12), 영상 획득부(13), 제어부(14), 표시부(15), 인터페이스부(16) 및 저장부(17)를 포함하여 구성될 수 있다.
가속도 감지부(11)는 x축, y축, z축의 가속도를 감지할 수 있다. 가속도 감지부(11)는 x축의 가속도를 감지하는 종가속도 센서, y축의 가속도를 감지하는 횡가속도 센서, z축의 가속도를 감지하는 수직 가속도 센서를 포함하거나, 또는 x축, y축, z축의 가속도를 감지하는 하나의 센서일 수 있다.
각속도 감지부(12)는 x축, y축, z축의 각속도를 감지할 수 있다. 가속도 감지부(12)는 x축의 각속도를 감지하는 롤레이트 센서, y축의 각속도를 감지하는 피치레이트 센서, z축의 각속도를 감지하는 요레이트 센서를 포함하거나, 또는 x축, y축, z축의 각속도를 감지하는 하나의 센서일 수 있다.
영상 획득부(13)는 차량의 주변 영상을 획득할 수 있다. 영상 획득부(13)는 카메라일 수 있다. 본 실시예에서 영상은 영상 획득부(13)를 통하지 않고 차량에 장착된 차선이탈방지장치로부터 전송된 영상을 인터페이스부(16)를 통하여 수신할 수 있다.
표시부(15)는 제어부(14)의 제어에 따라 추적중인 목표물을 표시할 수 있다.
저장부(17)는 가속도 감지부(11) 및 각속도 감지부(12)에 의해 감지된 가속도 및 각속도를 저장할 수 있다. 또한 저장부(17)는 목표물 추적 기능을 수행하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
제어부(14)는 이와 같은 영상에 근거하여 목표물을 선정하고, 선정된 목표물을 추적하면서 소정 거리를 유지하여 주행하되, 둔턱을 지나거나 거친 노면을 주행시에도 목표물을 지속적으로 추적될 수 있도록 목표물이 추적되도록 영상을 보정할 수 있다.
더 자세하게 설명하면 제어부(14)는 수신부(141), 판단부(142), 프레임 매칭부(143), 이동값 계산부(144), 영상 보정부(145) 및 영상 표시 처리부(146)를 포함하여 구성될 수 있다.
수신부(141)는 영상 획득부(13) 또는 인터페이스부(16)에 의해 영상을 수신할 수 있다. 수신된 영상은 복수의 프레임으로 이루어질 수 있다. 예컨대 1초당 30프레임의 영상을 수신할 수 있으며 수신된 영상은 저장부(17)에 임시적으로 저장될 수 있다. 인터페이스부(16)는 차선 이탈 방지 시스템(LKAS: Lane Keeping Assist System)과 연결되어, 차선 이탈 방지 시스템으로부터 영상을 수신할 수 있다.
수신부(141)는 가속도 감지부(11) 및 각속도 감지부(12)로부터 감지된 x축의 가속도(종가속도), y축의 가속도(횡가속도), z축의 가속도(수직 가속도), x축의 각속도(롤 레이트), y축의 각속도(피치 레이트), z축의 각속도(요레이트)를 수신할 수 있다. 한편, 종가속도, 횡가속도 및 요레이트를 차량에 장착된 자세 제어 장치(ESP : Electronic Stability Program)의 요지(yaw&G) 센서를 사용하여 감지하고, 감지된 종가속도, 횡가속도 및 요레이트를 인터페이스부를 거쳐 수신할 수 있다. 이와 같이 차량에 이미 장착된 장치를 통하여 종가속도, 횡가속도 및 요레이트를 수신함에 따라, 원가 절감에 기여할 수 있다.
판단부(142)는 수신부(141)에 의해 수신된 종가속도, 횡가속도, 수직 가속도, 롤레이트, 피치레이트, 요레이트 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다. 이때 임계값은 종가속도, 횡가속도, 수직 가속도, 롤레이트, 피치레이트, 요레이트 각각에 대한 다르게 설정될 수도 있고, 하나의 동일 값을 적용시킬 수 있다.
프레임 매칭부(143)는 판단부(142)의 판단결과, 종가속도, 횡가속도, 수직 가속도, 롤레이트, 피치레이트, 요레이트 중 적어도 하나가 임계값을 초과하는 경우 초과한 값과, 영상을 수신한 시간과, 수신된 시간에 해당하는 영상의 프레임을 매칭시킨다.
이동값 계산부(144)는 임계값을 초과하는 적어도 하나의 값을 이용하여 프레임 매칭부(143)에 의해 매칭시킨 현재 프레임 중심으로부터 이전 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값을 계산한다. 이전 프레임은 저장부(17)에 저장되어 있다.
영상 보정부(145)는 계산된 픽셀 이동값을 반영하여 목표물이 위치되도록 영상을 보정할 수 있다. 이러한 영상 보정부(145)는 둔턱이나 거친 노면 주행중에 목표물의 추적이 상실되지 않고 미리 설정된 임계값 이내로 목표물의 위치가 조정되도록 영상을 보정할 수 있다. 따라서 둔턱이나 거친 노면을 주행하더라도 목표물이 상실되지 않고 목표물의 위치가 조정되어 목표물의 감지 성능을 지원할 수 있다.
영상 표시 처리부(146)은 가속도 및 각속도가 임계값 내에 있는 경우 수신된 영상을 표시부(15)상에 표시되도록 하고, 가속도 및 각속도가 임계값을 초과하는 경우 영상 보정부(145)에 의해 보정된 영상을 표시부(15) 상에 표시되도록 한다.
이와 같은 구성을 갖는 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이고, 도 3 및 도 4는 목표물의 위치가 조정되도록 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 수신부(141)는 영상을 수신한다(S103). 영상은 영상 획득부(13) 또는 인터페이스부(14)에 의해 수신될 수 있다.
다음 수신부(141)는 가속도 및 각속도를 수신한다(S105). 가속도는 종가속도 센서에 의해 감지된 종가속도, 횡가속도 센서에 의해 감지된 횡가속도, 수직 가속도센서에 의해 감지된 수직 가속도일 수 있고, 각속도는 롤레이트 센서에 의해 감지된 롤레이트, 피치 레이트에 의해 감지된 피치레이트, 요레이트 센서에 의해 감지된 요레이티일 수 있다.
다음, 판단부(142)는 수신된 가속도 및 각속도가 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다(S107). 즉, 판단부(142)는 종가속도, 횡가속도, 수직 가속도, 롤레이트, 피치레이트 및 요레이트 중 적어도 하나가 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다.
상기 S107 단계의 판단결과, 종가속도, 횡가속도, 수직 가속도, 롤레이트, 피치레이트 및 요레이트 중 적어도 하나가 임계값을 초과하지 않은 경우 영상 표시 처리부(146)는 추적중인 목표물이 포함된 영상을 표시부(15)상에 표시되도록 한다(S115).
상기 S107 단계의 판단결과, 종가속도, 횡가속도, 수직 가속도, 롤레이트, 피치레이트 및 요레이트 중 적어도 하나가 임계값을 초과하는 경우 프레임 매칭부(143)는 임계값을 초과하는 적어도 하나의 값과, 영상을 수신한 시간과, 그 시간에 해당하는 영상의 프레임을 매칭시킨다(S109).
다음, 이동값 계산부(144)은 매칭시킨 프레임의 목표물 중심으로부터 이전 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값을 계산한다(S111).
다음, 영상 보정부(145)는 픽셀 이동값을 반영하여 목표물이 위치조정되도록 영상을 보정한다(S113).
다음, 영상 표시 처리부(146)는 보정된 영상, 즉 위치 조정된 목표물이 포함된 영상을 표시부(15) 상에 표시되도록 한다(S115).
도 3 및 도 4는 목표물의 위치가 조정되도록 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)는 노말 노면을 주행시 수신된 영상의 프레임이고, 도 3의 (b)는 자동차의 두바퀴가 모두 둔턱을 올라갈때 수신된 영상의 프레임이다.
도 3의 (a)는 3축의 가속도 및 3축의 각속도 모두 임계값내에 있으므로, 목표물의 추적이 상실되지 않음을 확인할 수 있고, 도 3의 (b)는 x축의 가속도인 종가속도 값이 임계값을 초과하여 목표물의 추적이 상실됨을 확인할 수 있다.
도 3의 (b)에서 보듯이, 제어부(14)는 초과한 종가속도 값만큼 현재 목표물 중심에서 이전 프레임 목표물 중심까지의 픽셀 이동값(S)을 계산하여, 계산된 픽셀 이동값(S)에 기초하여 목표물의 위치가 점선의 위치에 위치되도록 영상을 보정한다. 이에 따라, 목표물의 추적 상실없이 목표물의 감지 성능을 지원할 수 있다.
본 실시예에서는 목표물의 위치가 조정되도록 영상을 보정하는 것으로 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 이전 프레임의 영상, 즉 가속도 및 각속도 모두가 임계값이내에 있는 이전 프레임의 영상을 표시부(15)상에 표시하는 것도 고려될 수 있다.
도 4의 (a)는 노말 노면을 주행시 수신된 영상의 프레임이고, 도 4의 (b)는 자동차의 오른쪽 바퀴가 둔턱을 올라갈때 수신된 영상의 프레임이다.
도 4의 (a)는 앞서 설명한 도 3의 (a)와 같으므로 설명을 생략하고 도 4의 (b)는 y축의 가속도인 횡가속도와 x축의 각속도인 롤레이트가 임계값을 초과하여 목표물의 추적이 상실됨을 확인할 수 있다.
따라서 제어부(14)는 임계값을 초과한 횡가속도와 롤레이트를 이용하여 현재 프레임의 목표물 중심으로부터 이전 프레임, 즉 도 4의 (a)에 도시된 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값(S, S')을 계산하여 계산된 픽셀 이동값을 반영하여 목표물의 위치가 점선의 위치로 조정되도록 영상을 보정한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
1 : 목표물 추적 장치 11 : 가속도 감지부
12 : 각속도 감지부 13 : 영상 획득부
14 : 제어부 141 : 수신부
142 : 판단부 143 : 프레임 매칭부
144 : 이동값 계산부 145 : 영상 보정부
146 : 영상 표시 처리부 15 : 표시부
16 : 인터페이스부 17 : 저장부

Claims (6)

  1. x축, y축, z축의 가속도를 감지하는 가속도 감지부;
    x축, y축, z축의 각속도를 감지하는 각속도 감지부; 및
    임의의 영상내의 목표물을 추적하는 중에, 상기 가속도 감지부 및 각속도 감지부를 통하여 감지된 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 초과한 값에 기반하여 해당 영상의 프레임내 목표물의 위치를 조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차선이탈 방지 시스템(LKAS)으로부터 영상을 수신하는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 임계값을 초과하는 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나의 값, 상기 영상을 수신한 시간 및 해당 영상의 프레임을 매칭시키는 프레임 매칭부;
    상기 임계값을 초과하는 적어도 하나의 값을 이용하여 상기 매칭시킨 프레임의 목표물 중심으로부터 이전 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값을 계산하는 이동값 계산부; 및
    상기 계산된 이동값을 반영하여 목표물이 위치 조정되도록 영상을 보정하는 영상 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치.
  4. 임의의 영상을 수신하는 단계;
    가속도 감지부에 의해, 감지된 x축, y축, z축의 가속도를 수신하는 단계;
    각속도 감지부에 의해, 감지된 x축, y축, z축의 각속도를 수신하는 단계; 및
    임의의 영상내의 목표물을 추적하는 중에, 상기 감지된 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 초과한 값에 기반하여 해당 영상의 프레임내 목표물의 위치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수신하는 단계는
    인터페이스부에 의해, 차선이탈 방지 시스템(LKAS)으로부터 영상을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 목표물의 위치를 조정하는 단계는
    상기 임계값을 초과하는 x축의 가속도, y축의 가속도, z축의 가속도, x축의 각속도, y축의 각속도 및 z축의 각속도 중 적어도 하나의 값, 상기 영상을 수신한 시간 및 해당 영상의 프레임을 매칭시키는 단계;
    상기 임계값을 초과하는 적어도 하나의 값을 이용하여 상기 매칭시킨 프레임의 목표물 중심으로부터 이전 프레임의 목표물 중심까지의 픽셀 이동값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 이동값을 반영하여 목표물이 위치 조정되도록 영상을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표물 추적 장치의 목표물 추적 방법.
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