KR20120068292A - 차량 충돌 방지 장치 및 방법 - Google Patents

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윤상훈
석정희
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천익재
노태문
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정욱진
이영학
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 차량 충돌 방지 장치에 관한 것이다. 본 발명의 차량 충돌 방지 장치는 차량의 전방 영상을 촬영하는 카메라부, 전방 영상의 영상 처리를 통해 차량의 전방에 위치한 전방 차량의 번호판으로부터 전방 차량 번호를 인식하는 영상 인식부, 전방 차량과의 통신을 통해 전방 차량 식별자와 전방 차량 속도를 포함한 충돌 방지 정보를 수신하는 무선 통신부, 차량의 차량 속도를 감지하는 속도 감지부, 및 전방 차량 번호와 전방 차량 식별자의 매칭을 통해 전방 차량을 식별하고, 차량 속도와 전방 차량 속도의 비교를 통해 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 발생하는 판단 제어부를 포함한다.

Description

차량 충돌 방지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROTECTING COLLISION OF VEHICLE}
본 발명은 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 특히 차량 주행 시 전방 차량과의 충돌을 방지하는 차량 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량 주행 중에 발생하는 각종 사고로부터 운전자의 피해를 최소화하기 위한 안전 벨트나 에어백 같은 차량 충돌 이후의 안전 수단이 제안되었다. 그러나 차량의 주행 중에 차량 충돌의 예측을 통해 차량 충돌을 방지하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 시도들 중의 하나로 전방에 대해 레이더 신호 또는 레이저 신호를 송신하고, 반사되는 신호를 수신하여 전방 차량과의 충돌 상황을 판단하는 장치들이 개발되었다. 하지만, 이러한 방법들은 직선 도로 주행 또는 곡선 도로 주행 시 충돌 판단의 정확성이 다르고, 차량 간 거리 정보만을 판단한다.
한편, 도로(일예로 고속도로 등)에서 주행 시 차량의 운전자는 전방 차량의 주행 속도를 정확히 인지하지 못할 수 있다. 야간 같은 상황에서 도로를 주행하는 운전자는 전방 차량의 운행 상태(일예로, 고속 운전 상태, 저속 운전 상태, 또는 정지 상태)를 직접 인식하는 것이 용이하지 못하므로 전방 차량의 운행 상태를 판단하기 위한 정보를 제공해야할 필요성이 있었다. 특히, 전방 차량의 급제동 상태 등에서 차량 충돌을 방지하기 위해 제동거리와 공주거리를 최소화할 필요성이 있었다.
그러나 기존의 충돌 상황을 판단하는 장치들은 단지, 전방 차량과의 거리 정보만을 제공함으로서 전방 차량의 운행에 따른 상대 속도 정보를 획득할 수 없으므로 전방 차량과의 충돌 방지 판단에 오류 가능성이 존재한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량들 간의 충돌을 방지하는 차량 충돌 방지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 충돌 방지 판단의 오류 가능성을 최소화한 차량 충돌 방지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 차량 충돌 방지 장치는 차량의 전방 영상을 촬영하는 카메라부, 상기 전방 영상의 영상 처리를 통해 상기 차량의 전방에 위치한 전방 차량의 번호판으로부터 전방 차량 번호를 인식하는 영상 인식부, 상기 전방 차량과의 통신을 통해 전방 차량 식별자와 전방 차량 속도를 포함한 충돌 방지 정보를 수신하는 무선 통신부, 상기 차량의 차량 속도를 감지하는 속도 감지부, 및 상기 전방 차량 번호와 상기 전방 차량 식별자의 매칭을 통해 상기 전방 차량을 식별하고, 상기 차량 속도와 상기 전방 차량 속도의 비교를 통해 상기 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 발생하는 판단 제어부를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 차량의 시간을 측정하는 지피에스 모듈부를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 판단 제어부는 상기 무선 통신부를 통해 상기 전방 차량의 시간을 수신하여 상기 전방 차량의 시간과 상기 차량의 시간이 일치하는 시점에서 상기 차량 속도와 상기 전방 차량의 속도를 비교한다.
이 실시예에 있어서, 상기 영상 측정부는 상기 촬영된 영상을 통해서 상기 전방 차량의 번호판을 인식하고, 상기 인식된 번호판의 픽셀 개수에 의해 상기 전방 차량과 상기 차량과의 거리 정보를 생성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 판단 제어부는 상기 측정된 거리 정보를 사용하여 상기 제어 신호를 생성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호를 수신하여 상기 차량의 제동 장치를 구동하는 구동 장치 제어부를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 구동 장치 제어부는 상기 제어 신호를 수신하여 상기 차량의 운전자에게 경보 신호를 발생한다.
이 실시예에 있어서, 상기 무선 통신부는 상기 전방 차량으로부터 상기 충돌 방지를 위한 경보 신호를 수신한다.
이 실시예에 있어서, 상기 판단 제어부는 상기 전방 차량의 경보 신호에 따라 상기 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 생성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 판단 제어부는 상기 전방 차량 또는 상기 차량의 전방 차로 상에 위치한 다른 차량들로부터 충돌 방지 정보를 수신하고, 상기 충돌 방지 정보에 따라 상기 차량 주변의 차량 배치 정보를 생성한다.
이 실시예에 있어서, 상기 무선 통신부는 상기 전방 차량과 전용으로 통신하기 위한 통신 채널을 설정한다.
이 실시예에 있어서, 상기 판단 제어부는 상기 전방 차량의 동일 차선 내 전방에 위치한 다른 전방 차량들에 대한 정보를 상기 무선 통신부를 통해 수신하면, 주행 중인 차선의 차량 배치 정보를 생성하고, 생성된 차량 배치 정보를 디스플레이 장치로 출력한다.
본 발명의 차량 충돌 방지 방법은 차량의 전방을 촬영한 영상에 포함된 전방 차량의 번호판을 인식하는 단계, 상기 전방 차량으로부터 전방 차량 식별자와 전방 차량의 속도를 수신하는 단계, 상기 전방 차량의 번호판으로부터 획득된 전방 차량 번호와 상기 전방 차량 식별자를 매칭하여 상기 전방 차량을 식별하는 단계, 상기 차량의 속도를 측정하는 단계, 및 상기 전방 차량의 속도와 상기 차량의 속도 비교를 통해 상기 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 발생하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전방 차량의 번호판을 인식하는 단계는 상기 촬영한 영상에 포함된 주행 차선을 인식하는 단계, 상기 주행 차선 내의 전방 차량을 인식하는 단계, 및 상기 인식된 전방 차량이 현재 주행 중인 차량과 동일 차선에 위치한 차량이면, 차량의 번호판을 인식하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호에 따라 충돌 위험 상황을 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제어 신호에 따라 상기 차량의 구동 장치를 제어하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전방 차량의 동일 차선 내 전방에 위치한 다른 전방 차량들에 대한 정보를 수신하는 단계, 상기 전방 차량 및 상기 전방 차량들을 포함한 차량 배치 정보를 생성하는 단계, 및 상기 차량 배치 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 차량 충돌 방지 장치는 전방 차량의 상대 속도 정보를 획득함에 따라 차량 충돌 방지 판단에 따른 오류 가능성을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치에서 차량 충돌 방지 동작을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치에서 차량 충돌 방지를 위한 충돌 방지 정보를 다른 차량으로 송신하는 동작을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치에서 차량 충돌 방지를 위한 충돌 방지 정보를 다른 차량으로 송신하는 동작을 도시한 도면, 및
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치를 부착한 차량의 무선 통신 영역을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, "연결되는/결합되는"이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
본 발명은 차량들 간의 충돌을 방지하는 차량 충돌 방지 장치 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량 충돌 방지 장치(100)는 카메라부(110), 영상 인식부(120), 무선 통신부(130), 속도 감지부(140), 지피에스(GPS: Global Position System) 모듈부(150), 메모리부(160), 판단 제어부(170), 디스플레이부(180), 구동 장치 제어부(190)를 포함한다. 차량 충돌 방지 장치(100)는 차량을 포함한 이동 수단에 장착될 수 있다.
카메라부(110)는 영상 촬영을 위한 카메라들을 포함한다. 카메라부(110)는 차량의 주행에 따른 전방 영상을 촬영하는 카메라를 포함한다. 또한, 카메라부(110)는 차량 후방의 영상을 촬영하는 카메라를 포함할 수도 있다. 카메라를 통해 촬영된 영상은 차선, 전방 차량, 후방 차량을 포함할 수 있다. 여기서, 전방 차량은 차량 충돌 방지 장치(100)를 장착한 차량의 전방의 차량을 의미하고, 후방 차량은 차량 충돌 방지 장치(100)를 장착한 차량의 후방의 차량을 의미한다.
카메라부(110)는 촬영된 전방 영상(또는 후방 영상)을 영상 인식부(120)로 출력한다.
영상 인식부(120)는 전방 영상(또는 후방 영상)을 영상 처리를 한다. 일예로, 영상 인식부(120)는 차선 인식, 차량 인식, 또는 차량의 번호판 인식 등을 위해 패턴 인식 방식을 사용할 수 있다. 이러한 패턴 인식 방식은 일예로, 특징을 추출하는 패턴 인식 방식인 하(Haar) 방식, 웨이블릿(Wavelet) 방식, 및 기울기 방향성(HOG: Histogram of Oriented Gradient) 방식 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또는 패턴인식 방식은 일예로, 분류 방법인 에스브이엠(SVM: Support Vector Machine) 방식, 뉴럴 네트워크(Neural Network) 방식, 및 아다부스트(Adaboost) 중 적어도 하나를 사용할 수도 있다. 또는 영상 인식부(120)는 패턴 인식을 위해 이러한 패턴 인식 방식들을 조합하여 사용할 수도 있다.
영상 인식부(120)는 복수의 차선들, 차량의 주행 차선, 전방 차량(즉, 차량의 바로 전방에 위치한 전방 차량), 및 전방 차량의 번호판을 순차적으로 인식할 수 있다. 영상 인식부(120)는 인식된 정보들을 판단 제어부로 출력한다. 영상 인식부(120)는 인식된 전방 차량(또는 전방 차량의 번호판)을 카메라부(110)로부터 출력되는 전방 영상을 통해 계속해서 추적할 수 있다. 또한, 영상 인식부(120)는 자기 차량, 전방 차량, 또는 후방 차량의 주행 차선 변경 또는 주행 차선 이탈을 인식할 수 있다.
한편, 영상 인식부(120)는 전방 영상에 포함된 번호판을 통해 차량 번호를 추출할 수 있다. 영상 인식부(120)는 추출된 차량 번호를 판단 제어부(170)로 출력한다.
영상 인식부(120)는 전방 차량과의 차간 거리를 계산하기 위해 전방 영상에 포함된 번호판을 사용할 수 있다. 일예로, 영상 인식부(120)는 전방 영상에 포함된 번호판의 픽셀 개수의 확인을 통해 차간 거리를 계산할 수 있다. 즉, 전방 차량 또는 후방 차량과의 거리에 따라 영상 내 번호판의 크기는 변화한다. 차량과의 거리가 가까워지면, 영상 인식부(120)는 영상 내의 번호판 크기가 커짐을 확인할 수 있다. 차량과의 거리가 멀어지면, 영상 인식부(120)는 영상 내의 번호판 크기가 작아짐을 확인할 수 있다. 번호판은 표준화되어 모두 일정한 크기를 갖는다. 따라서, 영상 인식부(120)는 영상 내에 포함된 번호판의 크기 변화를 이용하여 차량 간 거리를 계산할 수 있다. 영상 인식부(120)는 차간 거리를 실시간으로 계산할 수 있다.
영상 인식부(120)는 계산된 차간 거리를 판단 제어부(170)로 출력한다. 또한, 번호판 크기 정보를 판단 제어부(170)로의 제공을 통해 영상 인식부(120)는 판단 제어부(170)에서 차간 거리를 계산하도록 할 수도 있다.
무선 통신부(130)는 다른 차량과 통신을 위한 통신 경로를 설정하고, 설정된 경로를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 무선 통신부(130)는 기지국 또는 액세스포인트(AP: Access Point) 없이 무선 통신이 가능한 다른 차량의 기기와 직접 통신할 수 있다. 이를 위해, 무선 통신부(130)는 이동 메쉬 네트워크(MANET: Mobile AdHoc Network) 또는 지그비(Zigbee) 센서 네트워크를 활용할 수 있다. 무선 통신부(130)는 전방 차량과의 안정적인 통신을 위해 별도의 데이터 채널을 추가로 생성 할 수도 있다.
무선 통신부(130)는 다른 차량과의 통신을 통해 충돌 방지를 위해 인접 차량에서 송신한 충돌 방지 정보들을 수신할 수 있다. 일예로, 충돌 방지 정보는 전방 차량 식별자, 전방 차량 속도, 시간, 및 경보 신호 등을 포함한다. 여기서, 전방 차량 식별자는 전방 차량을 식별하기 위한 정보이고, 전방 차량 속도는 전방 차량의 주행 속도이다. 그리고, 시간은 전방 차량 속도를 측정한 시간이고, 경보 신호는 충돌 위험을 경보하기 위한 신호이다.
무선 통신부(130)는 차량의 바로 전방에 위치한 전방 차량으로부터 전방 차량의 전방에 위치한 다른 전방 차량들의 충돌 방지 정보를 수신할 수도 있다. 또는, 무선 통신부(130)는 차량의 전방에 위치한 전방 차량 이외의 다른 전방 차량들과의 직접 통신을 통해 다른 전방 차량들의 충돌 방지 정보를 수신할 수도 있다.
무선 통신부(130)는 수신된 충돌 방지 정보들을 판단 제어부(170)로 출력할 수 있다.
속도 감지부(140)는 현재 주행 중인 차량의 차량 속도를 감지한다. 속도 감지부(140)는 감지된 차량 속도를 판단 제어부(170)로 출력한다.
GPS 모듈부(150)는 위성을 통해 수신된 신호를 사용하여 현재 시간을 측정한다. GPS 모듈부(150)는 측정된 시간을 판단 제어부(170)로 출력할 수 있다. 또한, GPS 모듈부(150)는 차량의 위치를 측정하고, 측정된 차량 위치를 판단 제어부(170)로 출력할 수도 있다.
메모리(160)는 차량 충돌 방지 장치(100)의 구동을 위한 구동 프로그램 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(160)는 차량 충돌 방지 장치(100)의 동작 중에 발생되는 데이터들을 저장할 수 있다.
또한, 메모리(160)는 번호판의 차량 번호와 차량 식별자를 매핑하여 저장한다. 여기서, 차량 식별자는 차량 번호와 일대일 대응된다. 차량 식별자는 부호화된 식별자(ID: IDentification)로서 차량 식별자에 대응하는 차량과의 통신을 위해 사용될 수 있다.
판단 제어부(170)는 영상 인식부(120)에서 추출한 전방 차량 번호와, 무선 통신부(130)를 통해 수신한 전방 차량 식별자를 포함한 충돌 방지 정보를 수신한다. 판단 제어부(170)는 차량 번호를 메모리(130)에 저장된 차량 식별자와 비교를 통해 전방 차량(또는 후방 차량)을 식별할 수 있다.
판단 제어부(170)는 전방 차량 식별자를 이용하여 전방 차량에 대한 충돌 방지 정보를 무선 통신부(130)를 통해 수신할 수 있다.
판단 제어부(170)는 속도 감지부(140)에서 출력된 차량 속도와 전방 차량 속도의 비교를 통해 충돌 방지 판단을 수행할 수 있다. 이때, 판단 제어부(170)는 GPS 모듈부(150)에서 측정된 시간과 일치되는 전방 차량의 시간에 측정된 속도와 비교한다. 즉, 판단 제어부(170)는 동일 시점에서의 전방 차량의 속도와 자기 차량의 속도를 비교한다. 판단 제어부(170)는 일예로, 전방 차량의 가속 상태, 감속 상태, 정속 상태에 대해서 자기 차량의 주행 속도를 기준으로 충돌 방지 판단을 할 수 있다. 또한, 판단 제어부(170)는 판단 결과에 상응하는 다양한 정보를 발생할 수 있다.
판단 제어부(170)는 영상 인식부(120)를 통해 획득한 차간 거리를 통해 차량과 전방 차량 간의 충돌 방지 판단을 할 수 있다. 판단 제어부(170)는 차간 거리를 기주능로 현재 차량의 차량 속도와 전방 차량의 전방 차량 속도를 비교하면, 충돌 위험을 더 정확히 예측할 수 있다.
전방 차량의 바로 전방에 위치한 다른 전방 차량들의 정보까지 수신하면, 판단 제어부(170)는 현재 차선의 전방 차량과 전방 차량의 전방에 위치한 다른 전방 차량들까지 고려하여 충돌 방지 판단을 할 수 있다.
이때, 판단 제어부(170)는 전방 차량 또는 다른 전방 차량(일예로, 전전방 차량)의 속도를 기준 속도와 비교를 통해 충돌 방지 판단을 할 수 있다. 판단 제어부(170)는 기준 속도의 범위를 초과(일예로, 정지 상태, 최저 주행 속도 이하인 상태 등)하면, 충돌 방지 판단을 통해 충돌을 예측할 수 있다.
판단 제어부(170)는 전방 차량의 앞쪽에 위치한 다른 전방 차량들의 정보를 추가로 수신하는 경우, 현재 주행 중인 차선의 차량 배열 정보를 생성할 수 있다. 이때, 판단 제어부(170)는 차량 배열 정보 생성을 위해 GPS 모듈부(150)로부터 출력된 차량 위치를 이용할 수도 있다. 판단 제어부(170)는 전방 차량들 간의 충돌 방지 판단 및 자기 차량과의 충돌 방지 판단을 할 수 있다. 판단 제어부(170)는 감지되는 차선이 변경되면, 변경된 차선에서 전방 차량을 재인식하고, 차량 배열 정보를 재생성한다.
판단 제어부(170)는 충돌 방지 판단에 따라 발생되는 신호를 디스플레이부로 출력할 수 있다. 또한, 판단 제어부(170)는 차량 배열 정보 등을 함께 디스플레이부로 출력할 수 있다. 판단 제어부(170)는 충돌 방지 판단에 따른 충돌 위험을 통보하는 경보 신호 또는 충돌 방지 판단에 따른 구동 제어 신호를 구동 장치 제어부(190)로 출력한다.
한편, 판단 제어부(170)는 후방 차량에서 충돌 방지 판단을 위한 충돌 방지 정보를 생성하고, 충돌 방지 정보를 무선 통신부(130)를 통해 송신할 수 있다. 이때, 충돌 방지 정보는 차량 속도, 차량의 시간, 차량 식별자, 경보 정보 등을 포함할 수 있다. 판단 제어부(170)는 충돌 방지 정보 생성을 위해 자기 차량에서 수집된 정보를 사용하여 충돌 방지 정보를 생성할 수 있다.
판단 제어부(170)는 후방 차량에 대해 전방 차량으로부터 수신된 충돌 방지 정보를 자기 차량의 충돌 방지 정보와 함께 제공할 수 있다. 이에 따라, 판단 제어부(170)는 후방 차량에 대해, 후방 차량의 전방 차량들에 대한 정보를 함께 고려하여 충돌 방지 판단을 하도록 할 수도 있다.
상술한 판단 제어부(170)는 일예로, 전방 차량에 대해서 충돌 방지 판단을 하는 경우를 일예로 설명하였으나, 후방 차량에 대해서도 전방 차량과 유사하게 충돌 방지 판단을 할 수 있다.
디스플레이부(180)는 판단 제어부(170)에서 출력되는 충돌 방지 판단에 따른 정보들을 디스플레이할 수 있다. 또한, 디스플레이부(180)는 자기 차량을 중심으로 현재 차선의 전방에 위치한 전방 차량들의 차량 배열 정보를 디스플레이할 수 있다.
구동 장치 제어부(190)는 구동 제어 신호에 응답하여 구동 장치를 제어할 수 있다. 구동 장치 제어부(190)는 충돌 방지 상황에서 구동 장치의 제어를 통해 차량의 주행 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 구동 장치 제어부(190)는 구동 제어 신호에 따라 직접 제어함으로서 차량들 간의 충돌을 방지할 수 있다.
구동 장치 제어부(190)는 충돌 방지 판단에 따른 경보 신호를 운전자에게 통보하기 위한 스피커를 포함할 수 있다. 또한, 구동 장치 제어부(190)는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit), 브레이크 장치 제어부, 안전 벨트, 및 에어백 제어부 등이 전기적으로 연결되고, 구동 제어 신호에 따라 제어할 수 있다.
결국, 본 발명의 차량 충돌 방지 장치(100)는 전방 차량으로부터 수신된 전방 차량의 속도 정보에 근거하여 충돌 방지 판단을 함으로서, 전방 차량과의 충돌 방지 판단을 위한 오류 가능성을 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치에서 차량 충돌 방지 동작을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, S111단계에서, 카메라부(110)는 전방 영상(또는 후방 영상)을 촬영한다. 카메라부는 촬영된 영상을 영상 인식부(120)로 출력한다.
S112단계에서, 영상 인식부(120)는 영상으로부터 자기 차량의 주행 중인 차선을 인식한다.
S113단계에서, 영상 인식부(120)는 영상 내 차량(전방 차량 또는 후방 차량)을 인식한다.
S114단계에서, 영상 인식부(120)는 인식된 차량이 동일한 차선에 위치한 차량인지를 판단한다.
S114단계의 판단결과, 영상 인식부(120)는 동일한 차선에 위치한 차량이 아니면, S113단계로 진행한다.
S114단계의 판단결과, 영상 인식부(120)는 동일한 차선에 위치한 차량이면, S115단계로 진행한다.
S115단계에서, 영상 인식부(120)는 동일 차선에 위치한 차량에 대해 차량 번호판을 인식한다. 영상 인식부(120)는 차량 번호판을 패턴 인식 방식을 사용하여 인식할 수 있다. 영상 인식부(120)는 차량 번호판 인식을 통해 전방 차량 번호와 전방 차량과의 차간 거리를 계산할 수 있다. 영상 인식부(120)는 차량 번호와 차간 거리를 판단 제어부(170)로 출력할 수 있다.
S116단계에서, 무선 통신부(130)는 전방 차량과 무선 채널을 형성한다. 이를 위해, 무선 통신부(130)는 주변의 차량들로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 무선 통신부(130)는 무선 신호에 포함된 차량 식별자 정보를 추출하고, 판단 제어부(130)에 의해 현재 차선에 위치한 전방 차량으로 확인되면, 해당 전방 차량과 데이터 통신이 가능한 무선 채널을 형성할 수 있다. 무선 통신부는 무선 채널을 통해 충돌 방지 정보, 일예로, 전방 차량 식별자, 전방 차량 속도, 전방 차량 속도 측정에 따른 시간, 충돌 위험에 따른 충돌 경보 신호 등을 수신할 수 있다.
무선 통신부(130)는 동일 차선에 위치한 적어도 두 개의 전방 차량에 대한 정보를 수신하기 위한 무선 채널을 추가로 구성할 수도 있다.
S117단계에서, 속도 감지부(140)는 차량의 속도를 추출할 수 있다. 또한, GPS 모듈(150)은 시간을 추출할 수 있다. 속도 감지부와 GPS 모듈은 속도와 시간을 각각 판단 제어부로 출력한다. 판단 제어부(170)는 특정 시점에 추출된 차량의 속도를 확인할 수 있다.
S118단계에서, 판단 제어부(170)는 속도 비교에 의한 충돌 위험이 존재하는지 확인한다. 판단 제어부(170)는 무선 통신부(130)를 통해 수신한 전방 차량 속도와 속도 감지부(140)에 의해 감지된 차량 속도의 비교를 통해 충돌 방지 판단을 한다. 판단 제어부(170)는 차량 속도가 측정된 시간을 사용하여 동일 시점에서 속도를 비교할 수 있다. 판단 제어부(170)는 속도 비교를 통해 전방 차량의 주행 속도가 고속인지 저속인지를 판단할 수 있다. 특히, 판단 제어부(170)는 고속 도로 등의 도로 환경에서, 전방 차량에서 최고 속도 또는 최저 속도를 위반하고 있는지를 판단할 수도 있다. 판단 제어부(170)는 도로 환경을 인지하기 위해, 고속 도로 진입 정보를 고속 도로의 요금소 등에 설치된 송신기 등을 통해 수신할 수 있다. 즉, 판단 제어부(170)는 진입 정보를 무선 통신부(130)를 통해 수신할 수 있다. 이를 통해, 판단 제어부(170)는 현재 자기 차량이 고속도로를 주행하고 있는 또는 고속도로가 아닌 도로를 주행하고 있는지의 여부를 진입 정보와 출구 정보로부터 구별할 수도 있다.
한편, 판단 제어부(170)는 충돌 방지 판단에 따라 발생되는 정보를 디스플레이부(180)를 통해 출력할 수 있다.
S118단계의 판단결과, 판단 제어부(170)는 충돌 위험이 존재하지 않으면, S116단계로 진행한다. S116단계에서, 판단 제어부(170)는 무선 통신부를 통해 전방 차량 속도를 계속하여 수신함으로서, 충돌 위험을 계속적으로 판단한다.
S118단계의 판단결과, 판단 제어부(170)는 충돌 위험이 존재하면, S119단계로 진행한다.
S119단계에서, 판단 제어부(170)는 충돌 위험에 따른 경보 신호를 발생하거나 차량의 구동 장치를 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성한다. 판단 제어부(170)는 구동 제어 신호를 구동 장치 제어부(190)로 출력한다. 판단 제어부(170)는 충돌 위험에 따라 구동 장치를 통해 차량의 주행 속도를 감속 또는 정지시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치에서 차량 충돌 방지를 위한 충돌 방지 정보를 다른 차량으로 송신하는 동작을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, S210단계에서, 판단 제어부(170)는 속도 감지부(140)로부터 차량 속도를 수집한다.
속도 감지부(140)는 자기 차량의 속도를 측정한다. 속도 감지부(140)는 자기 차량의 차량 속도를 판단 제어부(170)로 출력한다.
S220단계에서, 판단 제어부(170)는 수집된 속도 정보를 포함한 충돌 방지 정보를 무선 통신부(130)를 통해 송신한다. 여기서, 충돌 방지 정보는 현재 차량의 식별자를 포함한다. 또한, 충돌 방지 정보는 속도 정보 수집에 따른 시간 정보와 충돌 위험에 따른 경보 신호를 함께 송신할 수 있다. 무선 통신부(130)는 충돌 방지 정보를 하나의 묶음 데이터 형태로 인접한 차량들에게 송신할 수 있다.
도 3의 동작은 다른 차량 일예로, 후방에 위치한 후방 차량에게 충돌 방지 판단을 하기 위한 정보를 송신하는 동작에 해당한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치에서 차량 충돌 방지를 위한 충돌 방지 정보를 다른 차량으로 송신하는 동작을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, S310단계에서, 영상 인식부(120)는 카메라를 통해 촬영된 영상으로부터 전방 차량의 번호판을 인식한다. 영상 인식부(120)는 번호판으로부터 인식한 전방 차량 정보를 판단 제어부(170)로 출력한다.
S320단계에서, 속도 감지부(140)는 차량의 속도를 감지한다. 속도 감지부는 감지된 속도를 판단 제어부(170)로 출력한다. 이때, GPS 모듈(150)은 현재 시간 정보 측정한다. GPS 모듈은 현재 시간을 판단 제어부(170)로 출력한다. 판단 제어부(170)는 자기 차량에 대한 차량 속도와 시간을 수집한다.
S330단계에서, 판단 제어부(170)는 자기 차량의 속도 변화를 감지하고, 현재 주행 속도가 변화하였는지를 판단한다. 판단 제어부(170)는 충돌 위험 상황에 따른 급격한 주행 속도의 변화를 감지한다.
S330단계의 판단결과, 판단 제어부(170)는 충돌 위험에 따른 주행 속도 변화를 감지하지 않으면, S320단계로 진행한다.
S330단계의 판단결과, 판단 제어부(170)는 충돌 위험에 따른 주행 속도 변화를 감지하면, S340단계로 진행한다.
S340단계에서, 판단 제어부(170)는 차량 충돌 방지를 위한 경보 신호를 발생한다.
S350단계에서, 판단 제어부(170)는 자기 차량의 식별 정보가 포함된 충돌 방지 신호를 무선 통신부(130)를 통해 송신한다. 이때, 판단 제어부(170)는 속도에 대응되는 시간을 포함한 충돌 방지 정보를 생성할 수 있다. 판단 제어부(170)는 충돌 방지 정보에 자기 차량의 식별자를 함께 송신할 수도 있다. 판단 제어부(170)는 전방 차량으로부터 수신한 충돌 방지 정보를 함께 송신할 수 있다.
S360단계에서, 판단 제어부(170)는 전방 차량으로부터 현재 주행 속도 변화에 따른 경보 신호를 수신하면, 해당 전방 차량의 경보 신호를 포함한 충돌 방지 신호를 무선 통신부(130)를 통해 송신할 수 있다. 또한, 판단 제어부(170)는 경보 신호에 대응하여 자기 차량의 주행 속도를 제어하기 위한 구동 신호를 발생할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 충돌 방지 장치를 부착한 차량의 무선 통신 영역을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 차량 충돌 방지 장치를 장착한 자기 차량(210)은 무선 통신부(310)의 무선 기능에 따라 미리 결정된 통신 영역(280) 내에 위치한 차량들과 통신할 수 있다. 통신 영역(280)에서, 반경(285)은 수백미터 또는 수 킬로미터 등이 될 수 있다. 현재 차선(290) 상에서 주행되는 차량들의 진행 방향(295)은 도면에서 위쪽을 향하고 있다.
따라서, 자기 차량(210)의 전방에 위치한 전방 차량(220), 전방 차량(230)이 도시된다. 또한, 자기 차량의 후방에 위치한 후방 차량(250)이 도시되어 있다.
자기 차량(210)은 통신 영역(280) 내에서 다른 차량들과 통신하는 데이터를 사용하여 충돌 방지 판단을 할 수 있다. 일예로, 자기 차량(210)은 현재 주행 중인 차선의 전방 차량(220) 또는 후방 차량(250)에 대해서 무선을 통해 수신된 속도 정보를 사용함으로서, 차량들과의 충돌을 방지할 수 있다.
한편, 자기 차량(210)은 차량 충돌 방지 장치(100)를 통해 차량 배치 정보(240)를 생성할 수 있다.
결국, 본 발명의 차량 충돌 방지 장치(100)는 자기 차량이 전방 차량 또는 후방 차량과의 전방 충돌, 후방 충돌 또는 연쇄 충돌이 발생되지 않도록 제어할 수 있다. 특히, 차량 충돌 방지 장치(100)는 전방 차량의 정보의 인식 및 선별을 통해서 충돌 방지 판단을 위한 데이터 수집에서 오류 원인을 최소화할 수 있다.
차량 충돌 방지 장치(100)는 전방 차량을 통해 전방 차량의 전방에 위치한 다른 전방 차량의 전방 차량 식별자 또는 전방 차량 속도 정보를 수집하면, 동일 차선을 주행 중인 전방 차량들에 대한 차량 배치 정보를 확인할 수 있다. 이에 따라, 차량 충돌 방지 장치는 충돌 방지 판단의 예측 확률을 증가시킬 수 있다.
또한, 차량 충돌 방지 장치(100)는 전방 차량의 속도 정보와 전방 차량과의 거리 정보를 다른 차량들과 함께 송수신함으로서 효과적인 충돌 방지 판단을 할 수 있다.
100: 차량 충돌 방지 장치 110: 카메라부
120: 영상 처리부 130: 무선 통신부
140: 속도 감지부 150: GPS 모듈부
160: 메모리 170: 판단 제어부
180: 디스플레이부 190: 구동 장치 제어부

Claims (17)

  1. 차량의 전방 영상을 촬영하는 카메라부;
    상기 전방 영상의 영상 처리를 통해 상기 차량의 전방에 위치한 전방 차량의 번호판으로부터 전방 차량 번호를 인식하는 영상 인식부;
    상기 전방 차량과의 통신을 통해 전방 차량 식별자와 전방 차량 속도를 포함한 충돌 방지 정보를 수신하는 무선 통신부;
    상기 차량의 차량 속도를 감지하는 속도 감지부; 및
    상기 전방 차량 번호와 상기 전방 차량 식별자의 매칭을 통해 상기 전방 차량을 식별하고, 상기 차량 속도와 상기 전방 차량 속도의 비교를 통해 상기 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 발생하는 판단 제어부를 포함하는 차량 충돌 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 시간을 측정하는 지피에스 모듈부를 더 포함하는 차량 충돌 방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 판단 제어부는 상기 무선 통신부를 통해 상기 전방 차량의 시간을 수신하여 상기 전방 차량의 시간과 상기 차량의 시간이 일치하는 시점에서 상기 차량 속도와 상기 전방 차량의 속도를 비교하는 차량 충돌 방지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 측정부는 상기 촬영된 영상을 통해서 상기 전방 차량의 번호판을 인식하고, 상기 인식된 번호판의 픽셀 개수에 의해 상기 전방 차량과 상기 차량과의 거리 정보를 생성하는 차량 충돌 방지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판단 제어부는 상기 측정된 거리 정보를 사용하여 상기 제어 신호를 생성하는 차량 충돌 방지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 수신하여 상기 차량의 제동 장치를 구동하는 구동 장치 제어부를 더 포함하는 차량 충돌 방지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 장치 제어부는 상기 제어 신호를 수신하여 상기 차량의 운전자에게 경보 신호를 발생하는 차량 충돌 방지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신부는 상기 전방 차량으로부터 상기 충돌 방지를 위한 경보 신호를 수신하는 차량 충돌 방지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판단 제어부는 상기 전방 차량의 경보 신호에 따라 상기 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 생성하는 차량 충돌 방지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단 제어부는 상기 전방 차량 또는 상기 차량의 전방 차로 상에 위치한 다른 차량들로부터 충돌 방지 정보를 수신하고, 상기 충돌 방지 정보에 따라 상기 차량 주변의 차량 배치 정보를 생성하는 차량 충돌 방지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 통신부는 상기 전방 차량과 전용으로 통신하기 위한 통신 채널을 설정하는 차량 충돌 방지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단 제어부는 상기 전방 차량의 동일 차선 내 전방에 위치한 다른 전방 차량들에 대한 정보를 상기 무선 통신부를 통해 수신하면, 주행 중인 차선의 차량 배치 정보를 생성하고, 생성된 차량 배치 정보를 디스플레이 장치로 출력하는 차량 충돌 방지 장치.
  13. 차량의 전방을 촬영한 영상에 포함된 전방 차량의 번호판을 인식하는 단계;
    상기 전방 차량으로부터 전방 차량 식별자와 전방 차량의 속도를 수신하는 단계;
    상기 전방 차량의 번호판으로부터 획득된 전방 차량 번호와 상기 전방 차량 식별자를 매칭하여 상기 전방 차량을 식별하는 단계;
    상기 차량의 속도를 측정하는 단계; 및
    상기 전방 차량의 속도와 상기 차량의 속도 비교를 통해 상기 전방 차량과의 충돌 방지를 위한 제어 신호를 발생하는 단계를 포함하는 차량 충돌 방지 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전방 차량의 번호판을 인식하는 단계는
    상기 촬영한 영상에 포함된 주행 차선을 인식하는 단계;
    상기 주행 차선 내의 전방 차량을 인식하는 단계; 및
    상기 인식된 전방 차량이 현재 주행 중인 차량과 동일 차선에 위치한 차량이면, 차량의 번호판을 인식하는 단계를 포함하는 차량 충돌 방지 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 신호에 따라 충돌 위험 상황을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 차량 충돌 방지 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 신호에 따라 상기 차량의 구동 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는 차량 충돌 방지 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 전방 차량의 동일 차선 내 전방에 위치한 다른 전방 차량들에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 전방 차량 및 상기 전방 차량들을 포함한 차량 배치 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 차량 배치 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 차량 충돌 방지 방법.
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