KR20120035325A - 보행자 충돌 회피 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보행자의 인식과 충돌 회피를 위한 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 초음파센서와 카메라를 이용하여 보행자를 인식하고 인식된 보행자와의 충돌을 회피하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

보행자 충돌 회피 방법 및 그 시스템{METHOD AND SySTEM FOR AVOIDING PEDESTRIAN COLLISION}
본 발명은 보행자의 인식과 충돌 회피를 위한 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 초음파센서와 카메라를 이용하여 보행자를 인식하고 인식된 보행자와의 충돌을 회피하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 보행자 인식 기술에서는 카메라를 이용하여 보행자를 인식하게 되는데, 운전자가 다른 곳을 응시하고 있을 경우 갑자기 나타나는 보행자에 대해서 인지하지 못하게 되어 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 운전자가 다른 곳을 응시하고 있을 경우에도, 갑자기 나타나는 보행자를 인식하여 차량과 보행자 간의 충돌을 방지할 수 있도록 해주는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 초음파센서를 통해 거리 값에 대한 정보를 파악하고, 상기 카메라의 영상 내에서, 상기 거리 값만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값을 구하며, 상기 특정 y축 좌표값을 기준으로 상기 영상에서의 관심영역을 설정하고, 상기 설정된 관심영역 내에서 추출된 세로 에지에 근거하여 보행자를 인식하는 보행자 인식부; 상기 인식된 보행자와의 거리 정보 및 차량 상태 정보 중 하나 이상에 근거하여 상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있는지를 판단하는 충돌 판단부; 및 상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있다고 판단되면 제동장치로 하여금 차량을 제동시키도록 제어하는 제동 제어부를 포함하는 보행자 충돌 회피 시스템을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 초음파 센서로부터 초음파데이터를 입력받고 카메라로부터 영상을 입력받는 단계; 상기 초음파데이터를 통해 거리 값에 대한 정보를 파악하고, 상기 카메라의 영상 내에서, 상기 거리 값만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값을 구하며, 상기 특정 y축 좌표값을 기준으로 상기 영상에서의 관심영역을 설정하고, 상기 설정된 관심영역 내에서 추출된 세로 에지에 근거하여 보행자를 인식하는 단계; 상기 인식된 보행자와의 거리 정보 및 차량 상태 정보 중 하나 이상에 근거하여 상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있다고 판단되면 제동장치로 하여금 차량을 제동시키도록 제어하는 단계를 포함하는 보행자 충돌 회피 시스템의 보행자 충돌 회피 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 운전자가 다른 곳을 응시하고 있을 경우에도, 갑자기 나타나는 보행자를 인식하여 차량과 보행자 간의 충돌을 방지할 수 있도록 해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템에서 보행자 충돌 회피를 위한 환경을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 초음파센서를 통해 파악된 거리 값으로부터 영상에서의 특정 y축 좌표값을 구하기 위하여, 영상에서의 영상 좌표를 그라운드(Ground)에서의 실제 좌표로 변환하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 초음파센서를 통해 파악된 거리 값으로부터 영상에서의 특정 y축 좌표값을 구하고, 구해진 특정 y축 좌표값과 이를 이용하여 설정된 관심영역을 카메라의 영상에 표시한 도면이다.
도 5는 세로 에지를 추출한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 세로 에지의 합을 구한 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 세로 에지에서 피크 값을 구하고 이를 토대로 생성된 보행자 후보군을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템(100)에 대한 블록도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템(100)은, 초음파센서(101)와 카메라(102)를 이용하여, 보행자 충돌 회피 시스템(100)이 탑재된 차량의 전방 또는 후방에 있는 물체를 인식하고 인식된 물체가 보행자인지를 구별하여 보행자를 인식하고, 차량이 인식된 보행자와의 충돌을 회피하도록 해주는 시스템이다.
이러한 보행자 충돌 회피 시스템(100)은, 초음파센서(101)와 카메라(102)를 이용하여 보행자를 인식하는 보행자 인식부(110), 인식된 보행자와 해당 차량 간의 충돌 가능성을 판단하는 충돌 판단부(120), 인식된 보행자와 해당 차량 간에 충돌 가능성이 있다고 판단되어 해당 차량을 제동시키기 위하여 제어하는 제동 제어부(130) 등을 포함한다.
보행자 충돌 회피를 위한 환경을 예시적으로 나타낸 도 2를 참조하면, 전술한 보행자 인식부(110)는, 초음파센서(101)를 통해, 보행자 충돌 회피 시스템(100)이 탑재된 차량(200)의 전방 또는 후방에 있는 물체와 떨어진 거리 값에 대한 정보를 파악하고, 카메라(102)의 영상 내에서, 상기 거리 값만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값을 구하며, 특정 y축 좌표값을 기준으로 영상에서의 관심영역(ROI: Region Of Interest)을 설정하고, 설정된 관심영역 내에서 세로 에지를 추출하고 추출된 세로 에지에 근거하여 보행자를 인식한다.
차량(200)의 전방 또는 후방에 있는 물체는, 보행자일 수도 있고 보행자가 아닌 물체일 수도 있으며, 물체가 보행자인지 아닌지를 구별하는 방법은 뒤에서 상세하게 설명한다. 또한 여기서 물체는 초음파센서(101)를 통해 감지되는 물체들(210, 220) 중 가장 가까운 곳에 있는 물체(210)일 수 있다.
위에서 언급한 카메라(102)는 FOV(Field Of View)가 대략 150°정도일 수 있는 피쉬-아이 렌즈(Fish-Eye Lens)라고도 하는 와이드-앵글 렌즈(Wide-Angle Lens)를 이용하기 때문에, 촬영한 영상에서 왜곡이 발생할 수도 있다.
따라서, 보행자 인식부(110)는 카메라(102)를 통해 촬영된 영상을 그대로 이용하지 않고, 촬영된 영상에 대한 왜곡 보정을 하여 얻어진 영상을 보행자 인식에 이용할 수 있다. 이때, 보행자 인식부(110)는, 일 예로서, 카메라 캘리브레이션(Camera Calibration) 기법 등을 이용하여 영상에 대한 왜곡 보정을 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 보행자 인식을 더욱 정확하게 하기 위해서는, 초음파센서(101)를 통해 파악된 물체와 떨어진 거리 값을 이용하여 카메라(102)의 영상에서의 상기 물체가 있는 위치를 알아내야 하며, 이를 위해서, 영상좌표와 실제좌표 간의 변환 기술이 필요하다.
도 3은, 초음파센서(101)를 통해 파악된 거리 값(Vy)으로부터 영상에서의 특정 y축 좌표값(y)을 구하기 위하여, 영상에서의 영상 좌표와 그라운드(Ground)에서의 실제 좌표를 변환하는 과정을 나타낸 도면이다.
그라운드(Ground)에서의 실제 좌표와 영상에서의 영상 좌표 간의 변환 과정에서, 차량(200)의 전방 또는 후방에 있는 물체(210)가 있는 실제의 P`지점의 실제 좌표 (Vx, Vy, Vz)를 영상에서의 P지점의 영상 좌표 (x, y, z)로 변환하기 위하여, 하기 수학식 1을 이용할 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1를 참조하면, 초음파센서(101)에 대하여, 물체(210)가 있는 실제의 P`지점의 실제 좌표는 (Vx, Vy, Vz)일 때, Vy는 초음파센서(101)로부터 물체(210)까지의 거리 값이며, 이는 초음파센서(101)를 통해 측정될 수 있는 정보이기 때문에, Vx, Vz, x를 특정 상수 값(예: 0, 1)이라고 설정한다면, 카메라(102)의 영상 내에서, 상기 거리 값 Vy만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값인 y를 구해낼 수 있다.
이렇게 구해진 특정 y축 좌표값인 y를 이용하여 영상에서의 관심설정을 설정한 것을 나타낸 것이 도 4이다.
도 4를 참조하면, 전술한 보행자 인식부(110)는, 음파센서(101)를 통해 전방 또는 후방에 있는 물체(210)와 떨어진 거리 값 Vy만큼 떨어진 실제지점(P'지점)들을 나타내는 영상지점(P지점)들의 영상 내에서의 특정 y축 좌표값을 갖는 제1선분(410)과, 특정 y축 좌표값보다 일정 값(H)만큼 큰 y축 좌표값을 제2선분(420) 사이의 영상을 관심영역으로 설정할 수 있다.
위에서 언급한 일정 값(H)은, 미리 설정된 정보로서, 보행자 신장(키)으로 간주할 수 있는 실제의 값을 해당 영상에서의 값으로 대응시킨 값이다. 예를 들어, 보행자 신장(키)으로 간주할 수 있는 실제의 값이 2m로 가정한다면, 위에서 언급한 일정 값은 2m를 해당 영상에서의 값으로 대응시킨 값이 된다.
전술한 보행자 인식부(110)는, 영상에서 설정된 관심영역 내에서 보행자 인식을 위하여, 여러 가지의 에지 추출 방식을 이용하여 세로 에지를 추출하게 되는데, 이렇게 세로 에지를 추출한 결과는 도 5를 통해 확인할 수 있으며, 이러한 세로 에지를 합한 결과는 도 6을 통해 확인할 수 있다.
전술한 보행자 인식부(110)는, 영상에서 설정된 관심영역 내에서, 세로 에지를 추출하고 추출된 세로 에지에서 피크(Peak) 값을 구하고 구해진 피크 값에 기초하여 보행자 후보군의 정보를 생성하고, 생성된 정보로부터 보행자 후보군의 특징데이터를 추출하며, 추출된 특징데이터를 분석하여 보행자 존재 여부와 보행자 구별을 통해 보행자로 구별된 물체를 보행자로서 인식할 수 있다.
여기서, 보행자 후보군의 정보 생성시, 전술한 보행자 인식부(110)는, 영상에서 설정된 관심영역 내에서, 추출된 세로 에지에서 피크 값을 구하고 구해진 피크 값 사이의 부분을 선택하고, 선택된 부분의 넓이 또는 너비가 기준 넓이 범위(이는 보행자의 넓이로 간주할 수 있는 설정 범위) 또는 기준 너비 범위(이는 보행자의 너비로 간주할 수 있는 설정 범위)에 해당하는 부분만을 보행자 후보군으로 선택하여 보행자 후보군의 정보를 줄여서 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 보행자 후보군은 도 7에서 확인할 수 있다.
전술한 바에 따라, 보행자 인식이 완료되면, 전술한 충돌 판단부(120)는, 보행자 인식부(110)에 의해 인식된 보행자와의 거리 정보(이는 초음파센서(101)를 얻어진 거리 값일 수 있음) 및 차량 상태 정보(예: 차량 속도, 차량 진행 방향 등) 중 하나 이상에 근거하여 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있는지를 판단한다.
전술한 제동 제어부(130)는, 충돌 판단부(120)에 통해서 보행자와의 충돌 가능성이 있다고 판단되면, 해당 차량의 제동장치로 하여금 차량을 제동시키도록 제동명령을 내리는 등의 제어를 수행하는 제동 제어부(130) 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템(100)의 적용 예를 살펴보면, 후진 중 운전자가 다른 곳을 응시하고 있을 경우 갑자기 나타나는 보행자에 대해서 인지하지 못하게 되면 사고가 발생할 수 있는데, 이러한 상황에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템(100)은, 후진 중에, 운전자가 혹시 보지 못하는 보행자를 인식하여 차량을 멈추게 하여 보행자와 차량 간의 충돌을 방지하게 해 줄 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 시스템(100)의 보행자 충돌 회피 방법에 대한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보행자 충돌 회피 방법은, 초음파센서(101)로부터 초음파데이터를 입력받고 카메라(102)로부터 영상을 입력받는 단계(S800)와, 초음파데이터를 통해 거리 값에 대한 정보를 파악하고, 카메라(102)의 영상 내에서, 거리 값만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값을 구하며, 특정 y축 좌표값을 기준으로 영상에서의 관심영역을 설정하고, 설정된 관심영역 내에서 추출된 세로 에지에 근거하여 보행자를 인식하는 단계(S802)와, 인식된 보행자와의 거리 정보 및 차량 상태 정보 중 하나 이상에 근거하여 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있는지를 판단하는 단계(S804)와, 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있다고 판단되면 제동장치로 하여금 차량을 제동시키도록 제어하는 단계(S806) 등을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 운전자가 다른 곳을 응시하고 있을 경우에도, 갑자기 나타나는 보행자를 인식하여 차량과 보행자 간의 충돌을 방지할 수 있도록 해주는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 초음파센서를 통해 거리 값에 대한 정보를 파악하고, 상기 카메라의 영상 내에서, 상기 거리 값만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값을 구하며, 상기 특정 y축 좌표값을 기준으로 상기 영상에서의 관심영역을 설정하고, 상기 설정된 관심영역 내에서 추출된 세로 에지에 근거하여 보행자를 인식하는 보행자 인식부;
    상기 인식된 보행자와의 거리 정보 및 차량 상태 정보 중 하나 이상에 근거하여 상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있는지를 판단하는 충돌 판단부; 및
    상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있다고 판단되면 제동장치로 하여금 차량을 제동시키도록 제어하는 제동 제어부를 포함하는 보행자 충돌 회피 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보행자 인식부는,
    상기 특정 y축 좌표값을 갖는 제1선분과, 상기 특정 y축 좌표값보다 일정 값만큼 큰 y축 좌표값을 제2선분 사이의 영상을 상기 관심영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 보행자 충돌 회피 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보행자 인식부는,
    상기 설정된 관심영역 내에서, 상기 추출된 세로 에지에서 피크 값을 구하고 상기 구해진 피크 값에 기초하여 보행자 후보군의 정보를 생성하고, 상기 생성된 정보로부터 상기 보행자 후보군의 특징데이터를 추출하며, 상기 추출된 특징데이터를 분석하여 보행자 존재 여부와 보행자 구별을 통해 상기 보행자를 인식하는 것을 특징으로 하는 보행자 충돌 회피 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보행자 인식부는,
    상기 설정된 관심영역 내에서, 상기 추출된 세로 에지에서 피크 값을 구하고 상기 구해진 피크 값 사이의 부분을 선택하고, 상기 선택된 부분의 넓이 또는 너비가 기준 넓이 범위 또는 기준 너비 범위에 해당하는 부분만을 상기 보행자 후보군으로 선택하여 상기 보행자 후보군의 정보를 줄여서 생성하는 것을 특징으로 하는 보행자 충돌 회피 시스템.
  5. 초음파 센서로부터 초음파데이터를 입력받고 카메라로부터 영상을 입력받는 단계;
    상기 초음파데이터를 통해 거리 값에 대한 정보를 파악하고, 상기 카메라의 영상 내에서, 상기 거리 값만큼 떨어진 실제지점들을 나타내는 영상지점들의 특정 y축 좌표값을 구하며, 상기 특정 y축 좌표값을 기준으로 상기 영상에서의 관심영역을 설정하고, 상기 설정된 관심영역 내에서 추출된 세로 에지에 근거하여 보행자를 인식하는 단계;
    상기 인식된 보행자와의 거리 정보 및 차량 상태 정보 중 하나 이상에 근거하여 상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 인식된 보행자와의 충돌 가능성이 있다고 판단되면 제동장치로 하여금 차량을 제동시키도록 제어하는 단계를 포함하는 보행자 충돌 회피 시스템의 보행자 충돌 회피 방법.
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