KR20130009367A - 차량간 거리 추정방법 및 그 장치 - Google Patents

차량간 거리 추정방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방 차량과의 차량간 거리를 추정함에 있어서, 전방 차량의 후면 영상을 분석하여 오차를 최소화하여 차량간 거리를 구하는 차량간 거리 추정방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량간 거리 추정방법은 전방 차량의 후미를 촬영한 영상으로부터 전방 차량과의 제1 추정거리를 계산하는 단계와, 제1 추정거리와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량의 스케일 상수를 계산하는 단계와, 스케일 상수를 미리 설정된 시간 간격으로 계산하여 전방차량의 평균 스케일 상수를 결정하는 단계와, 평균 스케일 상수와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량과의 제2 추정거리를 계산하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 차량간 거리 추정방법 및 그 장치는 전방 차량의 후면을 촬영한 영상을 기초로 그 차량의 영상 내 위치를 이용하는 차량간 거리를 추정하는 방법과 그 차량의 폭을 이용하는 차량간 거리를 추정하는 방법을 결합하여 차량간 거리를 추정함으써 오차를 최소화할 수 있다.

Description

차량간 거리 추정방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING OF VEHICLE DISTANCE}
차량간 거리 추정방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상에 찍힌 차량의 크기, 위치 등을 이용하여 차량간의 거리를 추정하는 기술에 관한 것이다.
오늘날 자동차가 널리 보급되면서 운전자의 편의를 위한 관련기술이 급속도로 발전하고 있다. 특히, 내비게이션, 차량용 블랙박스와 같이 운전자의 운전을 보조하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 기술이 증가하고 있다. 또한, 영상 기반의 운전자 보조장치가 그 범용성과 경제성으로 인해 점차 수요가 증가하고 있다. 차량의 후면을 촬영한 영상으로부터 주행 차량의 검출에 대한 연구는 크게 학습된 데이터를 이용하는 방법과 차량의 엣지(edge), 명암, 대칭성 등의 특징들을 찾아내는 방법으로 나눌 수 있다.
한편, 차량의 후면을 촬영한 영상을 이용하여 차량간 거리를 추정하는 기술은 영상 속의 차량의 넓이 또는 차량의 위치를 이용한다. 그러나, 차량의 넓이를 이용한 차량간 거리 추정방법은 차량의 크기가 모두 동일하다는 가정한 상태에서 차량간 거리를 추정하므로 그 결과값의 신뢰도가 떨어지게 된다. 또한, 차량의 위치를 이용한 차량간 거리 추정방법은 차량간 거리가 멀어질수록 영상에 나타난 차량은 더 높은 곳에 위치한다는 점을 이용한다. 그러나, 차량의 위치를 이용한 차량간 거리 추정방법은 작은 픽셀차이에 의해서도 차량간 거리 값이 크게 변하여 노이즈에 매우 민감하여 그 결과값의 신뢰도가 떨어진다는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 전방 차량과의 차량간 거리를 추정함에 있어서, 전방 차량의 후면 영상을 분석하여 오차를 최소화하여 차량간 거리를 구하는 차량간 거리 추정방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량간 거리 추정방법은 전방 차량의 후미를 촬영한 영상으로부터 전방 차량과의 제1 추정거리를 계산하는 단계와, 제1 추정거리와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량의 스케일 상수를 계산하는 단계와, 스케일 상수를 미리 설정된 시간 간격으로 계산하여 전방차량의 평균 스케일 상수를 결정하는 단계와, 평균 스케일 상수와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량과의 제2 추정거리를 계산하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 전방 차량이 복수인 경우, 복수의 전방 차량 각각의 위치와 제2 추정거리를 비교하여, 평균 스케일 상수의 유효성을 판단할 수 있다.
또한, 상기 제1 추정거리(dx)는 다음의 수학식을 이용하여 구할 수 있다:
Figure pat00001
여기서, hc는 상기 전방 차량을 촬영한 높이를, θx는 상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 선과 상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 상기 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점을 연결한 선이 이루는 각도를 나타낸다.
또한, 상기 스케일 상수(R)는 다음의 수학식을 이용하여 구할 수 있다:
Figure pat00002
여기서, dx는 상기 제1 추정거리를, Wt는 상기 전방 차량의 폭을 나타낸다.
또한, 상기 제2 추정거리(dt)는 다음의 수학식을 이용하여 구할 수 있다:
Figure pat00003
여기서, Rt는 상기 평균 스케일 상수를, Wt는 상기 전방 차량의 폭을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량간 거리 추정장치는 전방 차량의 후미를 촬영한 영상으로부터 전방 차량과의 제1 추정거리를 계산하는 제1 추정거리 계산부와, 제1 추정거리와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량의 스케일 상수를 계산하는 스케일 상수 계산부와, 스케일 상수를 미리 설정된 시간 간격으로 계산하여 전방 차량의 평균 스케일 상수를 결정하는 평균 스케일 상수 결정부와, 평균 스케일 상수와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량과의 제2 추정거리를 계산하는 제2 추정거리 계산부를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 차량간 거리 추정방법 및 그 장치는 전방 차량의 후면을 촬영한 영상을 기초로 그 차량의 영상 내 위치를 이용하는 차량간 거리를 추정하는 방법과 그 차량의 폭을 이용하는 차량간 거리를 추정하는 방법을 결합하여 차량간 거리를 추정함으로써 오차를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량간 거리 추정장치의 구성도,
도 2는 도 1에 따른 차량간 거리 추정방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 3a는 도 1에 따른 전방 차량의 후면을 촬영하는 것을 설명하기 위한 예시도,
도 3b는 도 3a에 따른 전방 차량의 후면을 촬영한 영상을 설명하기 위한 예시도,
도 3c는 도 3a에 따른 전방 차량의 제1 추정거리를 계산하는 것을 설명하기 위한 예시도,
도 4a 내지 도 4b는 도 1에 따른 전방 차량의 평균 스케일 상수의 유효성을 판단하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량간 거리 추정장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 차량간 거리 추정장치(100)는 영상 획득부(110), 제1 추정거리 계산부(120), 스케일 상수 계산부(130), 평균 스케일 상수 결정부(140), 제2 추정거리 계산부(150), 평균 스케일 상수 판단부(160)를 포함한다. 영상 획득부(110)는 카메라를 포함하고, 전방 차량에 관한 영상을 획득한다. 영상 획득부(110)는 촬영된 영상에 대한 촬영각도 및 촬영위치에 관한 데이터를 메모리(도시되지 않음)에 저장할 수 있다. 영상 획득부(110)는 촬영된 영상으로부터 전방 차량을 특정하고, 특정된 전방 차량에 대해 영상 내 위치 및 차량 폭에 관한 정보를 획득한다. 전방 차량의 폭은 예를 들어 전방 차량의 후면 트렁크의 폭으로 설정할 수 있다. 영상 내 전방 차량의 폭은 픽셀의 개수로 확인할 수 있다.
또한, 영상 획득부(110)는 사용자가 설정한 시간 간격으로 전방 차량(210)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 영상 획득부(110)는 전방 차량의 후면부와 전방 차량의 바퀴와 도로와의 접촉면, 전방 차량에 의한 그림자를 포함하는 영상을 획득할 수 있다. 영상 획득부(110)는 획득한 영상에 포함된 대상이 차량인지 아닌지를 판단하기 위해 전방 차량에 의해 나타나는 그림자 특성과 뒷바퀴의 명암 특징이 존재하는지를 확인할 수 있다. 또한, 방향성 엣지를 활용하여 전방 차량에 관한 영상에 가로 방향의 엣지가 많은지 세로 방향의 엣지가 많은지를 판별하여 대상이 차량인지 여부 및 차량의 후면부인지 여부를 판단한다.
한편, 영상 획득부(110)는 Kalman 필터를 이용하여 전방 차량을 추적하는 것이 가능하다. Kalman 필터를 이용하여 전방 차량의 다음 위치와 크기를 예측하고, 각 프레임에서 검출된 전방 차량이 예측 범위 내에 있는 경우 이를 이용하여 전방 차량의 다음 위치 및 크기를 예측하는데 사용한다. 만약, 일정 프레임 수 이상 예측 범위에 전방 차량이 검출되지 않는 경우, 전방 차량이 영상 밖으로 사라졌거나 잘못 검출한 것으로 판단하고 해당 차량에 대한 추적을 종료하는 것도 가능하다. 영상 획득부(110)는 획득한 영상에 관한 정보를 제1 추정거리 계산부(120), 스케일 상수 계산부(130), 평균 스케일 상수 결정부(140), 제2 추정거리 계산부(150), 평균 스케일 상수 판단부(160)로 출력한다.
제1 추정거리 계산부(120)는 영상 획득부(110)로터 입력된 전방 차량의 후면을 촬영한 영상으로부터 전방 차량과의 제1 추정거리를 계산한다. 이 경우, 제1 추정거리(dx)는 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 지점과 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점 사이의 거리를 나타낸다. 제1 추정거리(dx)는 전방 차량을 촬영한 지점의 높이와 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 선과 전방 차량을 촬영한 지점에서 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점을 연결한 선이 이루는 각도를 이용하여 구할 수 있다.
제1 추정거리 계산부(120)는 이와 같은 촬영정보를 영상 획득부(110)로부터 입력받을 수 있다. 이러한 추정거리 계산방식은 영상 내 포함된 전방 차량의 영상 내의 위치를 기초로 얻어진 결과이다. 제1 추정거리 계산부(120)는 추정된 제1 추정거리에 관한 정보를 스케일 상수 계산부(130)로 출력한다.
스케일 상수 계산부(130)는 제1 추정거리 계산부(120)로부터 입력된 제1 추정거리와 영상 획득부(110)로부터 입력된 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량의 스케일 상수를 계산한다. 이 경우, 스케일 상수는 영상 획득부(110)의 카메라 초점거리와 관련된 상수를 나타낸다. 이러한 스케일 상수는 같은 넓이의 차량의 경우 거리에 관계없이 지속적으로 일정한 값을 갖게 된다. 기존의 영상을 통한 차량간 거리 추정방법 중 차량의 넓이를 이용한 방법은 차량의 종류를 불문하고, 모든 차량은 같은 스케일 상수를 가진다고 가정하여 정확한 거리추정이 어려운 점이 있었다. 본 발명의 경우, 영상에 포함된 전방 차량의 고유한 스케일 상수를 계산함으로써 보다 정확한 차량간 거리 추정이 가능하다. 스케일 상수 계산부(130)는 제1 추정거리(dx)와 전방 차량의 폭을 이용하여 스케일 상수(R)를 구하게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 영상 내에 포함된 전방 차량의 폭은 픽셀의 개수를 통해 판단할 수 있다. 스케일 상수 계산부(130)는 계산된 전방 차량의 스케일 상수를 평균 스케일 상수 결정부(140)로 출력한다.
평균 스케일 상수 결정부(140)는 스케일 상수를 미리 설정된 시간 간격으로 계산하여 전방 차량의 스케일 상수의 평균값인 평균 스케일 상수를 결정한다. 스케일 상수 계산부(130)에서 계산된 스케일 상수는 제1 추정거리 계산부(120)에서 계산된 제1 추정거리를 이용하여 구하게 된다. 그러나, 제1 추정거리 계산부(120)는 영상 내의 전방 차량의 위치를 이용하여 제1 추정거리를 계산하기 때문에 도로 사정 등에 의해 오차가 발생할 수 있다. 특히, 거리를 추정하는데 있어서, 영상 내의 작은 픽셀 수의 차이는 큰 오차를 발생시킬 수 있다.
이러한 오차를 방지하기 위해, 평균 스케일 상수 결정부(140)는 미리 설정된 시간 간격마다 계산된 스케일 상수에 대해 표준편차를 계산하게 된다. 이 경우, 연속된 시간 동안 계산된 스케일 상수의 표준편차가 일정한 범위 내에 존재하는 경우, 해당 시간 구간 내의 스케일 상수 값에 대한 평균값을 구한다. 평균 스케일 상수 결정부(140)는 평균 스케일 상수 정보를 제2 추정거리 계산부(150)와 평균 스케일 상수 판단부(160)로 출력한다.
제2 추정거리 계산부(150)는 평균 스케일 상수와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량과의 제2 추정거리를 계산한다. 제2 추정거리는 차량간 거리 추정장치(100)에서 출력되는 전방 차량과의 거리에 관한 최종 출력값이다. 제2 추정거리 계산부(150)는 영상 내의 진행차량의 넓이를 이용하여 차량간의 거리를 추정하는 방식을 사용한다. 제2 추정거리 계산부(150)는 평균 스케일 상수(Rt)와 전방 차량의 폭(Wt)을 이용하여 제2 추정거리(dt)를 계산한다. 제2 추정거리 계산부(150)는 제2 추정거리를 최종 차량간 거리 값으로 출력한다.
평균 스케일 상수 판단부(160)는 전방 차량이 복수인 경우, 복수의 전방 차량 각각의 위치와 각각의 제2 추정거리를 비교하여, 평균 스케일 상수의 유효성을 판단한다. 본 발명의 차량간 거리 추정장치(100)에서는 영상 내에 존재하는 전방 차량의 스케일 상수에 따라 차량간 거리가 달라지므로 추가적인 유효성 판단이 필요하다. 이를 위해, 평균 스케일 상수 판단부(160)는 영상 획득부(110)로부터 설정된 시간 간격으로 영상을 획득하고, 해당 영상에 복수의 전방 차량이 존재하는 경우 각 전방 차량에 대한 평균 스케일 상수 값과 제2 추정거리 값을 입력받는다.
도 2는 도 1에 따른 차량간 거리 추정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 영상 획득부(110)에서 전방 차의 후면을 촬영한 영상을 획득한다(S100). 영상 획득부(110)는 획득한 영상에서 차량부분을 판별하고, 영상 촬영 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 다음으로, 제1 추정거리 계산부(120)는 영상 획득부(110)가 획득한 영상으로부터 현재 운전 중인 차량과 전방 차량 간의 거리인 제1 추정거리를 계산한다(S101). 이는 영상을 이용한 거리추정 방법으로, 전방 차량이 먼 거리에 있을수록 영상에서는 작게 보이는 원리를 이용하여 제1 추정거리를 구하게 된다. 이하 도 3a 내지 도 3c를 통해 제1 추정거리를 계산하는 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3a는 도 1에 따른 전방 차량(210)의 후면을 촬영하는 것을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3b는 도 3a에 따른 전방 차량(210)의 후면을 촬영한 영상을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3c는 도 3a에 따른 전방 차량(210)의 제1 추정거리를 계산하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3a를 참조하면, 현재 주행 중인 영상 촬영 차량(200)에는 본 발명의 차량간 거리 추정장치(100)가 장착되고, 차량간 거리 추정장치(100)에 포함되는 영상 획득장치인 카메라(201)를 통해 전방 차량(210)의 후면을 촬영하게 된다. 이 경우, 사용자의 설정에 의해 카메라(201)의 영상 범위를 조절함으로써, 하나 이상의 전방 차량(210)의 후면 영상을 획득할 수 있다. 또한, 촬영된 영상에는 전방 차량(210)의 후면을 모두 포함하고, 전방 차량(210)의 바퀴와 도로 면의 접촉면 및 그 그림자를 모두 포함하도록 카메라(201)를 설정하는 것이 바람직하다.
도 3b를 참조하면, 영상 획득부(110)는 전방 차량(210)의 후면을 촬영한 영상(220)에서 영상의 중심점(230)과, 전방 차량(210)의 바퀴와 도로가 접촉하는 도로 접촉점(250)을 설정할 수 있다. 이는 이후 제1 추정거리 계산부(120)에서 제1 추정거리를 계산하는데 사용되는 기준 포인트가 된다. 또한, 영상 획득부(110)는 전방 차량(210)의 후면의 가로 폭의 넓이를 계산할 수 있다. 이는 전방 차량(210)의 후면의 가로 폭에 해당하는 픽셀의 수를 계산함으로써 그 폭을 알 수 있다.
도 3c에서 hf는 도 3b의 영상의 세로 폭을 나타낸다. 즉, 도 3c는 도 3b의 영상을 촬영시 전방 차량(210)과 영상 촬영 차량의 카메라(201)를 측면에서 본 그림이다. 제1 추정거리 계산부(120)는 다음의 수학식 1을 이용하여 제1 추정거리(dx)를 계산한다.
Figure pat00004
수학식 1에서, hc는 전방 차량을 촬영한 지점의 높이를 나타내고, θx는 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 선과 전방 차량을 촬영한 지점에서 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점을 연결한 선이 이루는 각도를 나타낸다. 제1 추정거리(dx)를 계산하기 위해서는, 전방 차량(210)을 촬영한 지점의 높이(hc)와 전방 차량(210)을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 선과 전방 차량(210)을 촬영한 지점에서 전방 차량(210)의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점을 연결한 선이 이루는 각도(θx)를 알아야 한다.
이 경우, 전방 차량(210)을 촬영한 지점의 높이(hc)는 카메라(201)를 설치할 때의 높이로써 사용자에게 알려진 값이다. 다만, θx를 구하기 위해서는 카메라(201)가 지표면과 수직인 선과 카메라(201)에서 영상의 중심선을 연결한 선이 이루는 각도(θc)에서 카메라(201)와 영상의 중심점(230)을 연결한 선과 카메라(201)와 전방 차량(210)의 도로 접촉점(250)을 연결한 선이 이루는 각도 (θi)를 뺌으로 구할 수 있다. 이를 식으로 나타내면, θx = θc - θi로 표현할 수 있다. 따라서, 영상 촬영 차량(200)에 설치된 카메라(201)의 각도 및 설치 높이를 안다면 제1 추정거리를 계산할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 다음으로 스케일 상수 계산부(130)는 제1 추정거리와 전방 차량의 폭을 이용하여 전방 차량의 스케일 상수를 계산한다(S102). 스케일 상수 계산부(130)는 다음의 수학식 2를 이용하여 스케일 상수(R)를 계산할 수 있다.
Figure pat00005
수학식 2에서, dx는 제1 추정거리 계산부(120)에서 계산된 제1 추정거리를 나타내고, Wt는 전방 차량의 폭을 나타낸다. 앞서 설명한 바와 같이, 영상 내에 포함된 전방 차량의 폭은 픽셀의 개수를 통해 판단할 수 있다. 스케일 상수는 각 차량의 고유한 스케일 특성을 나타내는 값이다.
다음으로 평균 스케일 상수 결정부(140)는 스케일 상수 계산부(130)로부터 일정한 시간 간격으로 입력되는 스케일 상수 값에 대한 표준편차를 계산하고, 이후 입력되는 스케일 상수 값의 평균값인 평균 스케일 상수가 표준편차 범위에 속하는지를 판단한다(S103). 만약, 평균 스케일 상수 값이 표준편차 범위에 속하는 경우, 그 값들의 평균 스케일 상수 값으로 최종 결정한다. 그러나, 평균 스케일 상수 값이 표준편차를 벗어나는 경우에는 다시 제1 추정거리를 계산하는 단계로 이동하게 된다.
다음으로, 제2 추정거리 계산부(150)는 평균 스케일 상수 결정부(140)로부터 평균 스케일 상수를 입력받아, 이를 전방 차량의 폭과 연산하여 제2 추정거리를 계산한다(S104). 이 경우, 제2 추정거리는 도 3c에서 di를 나타내고, 다음의 수학식 3을 이용하여 계산된다.
Figure pat00006
수학식 3에서, Rt는 상기 평균 스케일 상수를 나타내고, Wt는 전방 차량(210)의 폭을 나타낸다. 제2 추정거리 계산부(150)는 제2 추정거리를 최종 차량간 거리 값으로 출력한다.
다음으로, 평균 스케일 상수 판단부(160)는 전방 차량이 복수인 경우, 복수의 전방 차량 각각의 위치와 제2 추정거리를 비교하여, 평균 스케일 상수의 유효성을 판단한다. 평균 스케일 상수 판단부(160)는 평균 스케일 상수가 유효하지 않은 것으로 판단되면 다시 제1 추정거리를 계산하도록 한다. 영상을 이용한 차량간 거리추정 방법에서는 전방 차량의 스케일 상수에 따라 거리 편차가 발생하기 때문에 스케일 상수에 대한 추가적인 유효성 판단이 필요하다. 이하, 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 전방 차량의 평균 스케일 상수의 유효성 판단에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4b는 도 1에 따른 전방 차량의 평균 스케일 상수의 유효성을 판단하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4a는 전방 차량(210a, 210b)의 평균 스케일 상수가 유효한 경우를 설명하기 위한 예시도이다. 도 4a에서 복수의 전방 차량(210a, 210b)의 후면이 촬영된 영상으로부터 전방 차량(210a, 210b) 각각의 평균 스케일 상수를 계산한다. 계산된 평균 스케일 상수를 이용하여 각 전방 차량(210a, 210b)과 영상 촬영 차량 간의 차량간 거리(제2 추정거리)를 계산할 수 있다. 이 경우, 영상 내 왼편에 위치하는 전방 차량(210a)은 차량간 거리가 20m로 추정되며, 오른편에 위치하는 전방 차량(210b)은 차량간 거리가 28m로 추정된다.
또한, 왼편에 위치하는 전방 차량(210a)의 영상 내 차량위치와 오른편에 위치하는 전방 차량(210b)의 차량위치도 함께 계산된다. 영상에서 왼편의 전방 차량(210a)이 오른편의 전방 차량(210b)보다 더 크게 촬영된 것은 왼편 전방 차량(210a)이 오른편 전방 차량(210b)보다 영상 촬영 차량으로부터 가까이 위치하기 때문이다. 차량위치도 왼편 전방 차량의 위치(310a)가 오른편 전방 차량의 위치(310b)보다 상대적으로 낮게 측정된다. 이에 따라, 각 전방 차량(210a, 210b)에 대한 제2 추정거리는 정상이며, 이를 계산하는데 사용된 평균 스케일 상수도 유효성을 인정받는다.
한편, 도 4b를 참조하면, 왼편의 전방 차량(210a)에 대한 차량간 거리(제2 추정거리)는 25m로 추정되고, 오른편의 전방 차량(210b)에 대한 차량간 거리(제2 추정거리)는 20m로 추정된다. 그러나, 화면상 왼편의 전방 차량의 위치(310a)는 오른편의 전방 차량의 위치(310b) 보다 상대적으로 낮기 때문에 왼편의 전방 차량(210a)에 대한 차량간 거리가 더 가깝게 추정되어야 한다. 이 경우, 평균 스케일 상수 판단부(160)는 제2 추정거리를 계산하는데 사용된 평균 스케일 상수가 유효하지 않다고 판단하고, 제1 추정거리부터 다시 계산하도록 한다. 이에 따라, 평균 스케일 상수에 대한 유효성을 판단함으로써 추정된 거리에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예는 전방 차량의 후면을 촬영한 영상을 기초로 그 차량의 영상 내 위치를 이용하는 차량간 거리를 추정하는 방법과 그 차량의 폭을 이용하는 차량간 거리를 추정하는 방법을 결합하여 차량간 거리를 추정함으로써 추정거리의 오차를 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 차량간 거리 추정장치 110 : 영상 획득부
120 : 제1 추정거리 계산부 130 : 스케일 상수 계산부
140 : 평균 스케일 상수 결정부 150 : 제2 추정거리 계산부
160 : 평균 스케일 상수 판단부 200 : 영상 촬영 차량
201 : 카메라 210, 210a, 210b : 전방 차량
220 : 영상 230 : 중심점
250 : 도로 접촉점 310a, 310b : 차량 위치

Claims (10)

  1. 전방 차량의 후미를 촬영한 영상으로부터 상기 전방 차량과의 제1 추정거리를 계산하는 단계;
    상기 제1 추정거리와 상기 전방 차량의 폭을 이용하여 상기 전방 차량의 스케일 상수를 계산하는 단계;
    상기 스케일 상수를 미리 설정된 시간 간격으로 계산하여 상기 전방차량의 평균 스케일 상수를 결정하는 단계; 및
    상기 평균 스케일 상수와 상기 전방 차량의 폭을 이용하여 상기 전방 차량과의 제2 추정거리를 계산하는 단계;
    를 포함하는 차량간 거리 추정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전방 차량이 복수인 경우, 복수의 전방 차량 각각의 위치와 제2 추정거리를 비교하여, 상기 평균 스케일 상수의 유효성을 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 차량간 거리 추정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 추정거리(dx)는 다음의 수학식을 이용하여 구하는 차량간 거리 추정방법:
    Figure pat00007

    여기서, hc는 상기 전방 차량을 촬영한 높이를, θx는 상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 선과 상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 상기 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점을 연결한 선이 이루는 각도를 나타낸다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스케일 상수(R)는 다음의 수학식을 이용하여 구하는 차량간 거리 추정방법:
    Figure pat00008

    여기서, dx는 상기 제1 추정거리를, Wt는 상기 전방 차량의 폭을 나타낸다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 추정거리(dt)는 다음의 수학식을 이용하여 구하는 차량간 거리 추정방법:
    Figure pat00009

    여기서, Rt는 상기 평균 스케일 상수를, Wt는 상기 전방 차량의 폭을 나타낸다.
  6. 전방 차량의 후미를 촬영한 영상으로부터 상기 전방 차량과의 제1 추정거리를 계산하는 제1 추정거리 계산부;
    상기 제1 추정거리와 상기 전방 차량의 폭을 이용하여 상기 전방 차량의 스케일 상수를 계산하는 스케일 상수 계산부;
    상기 스케일 상수를 미리 설정된 시간 간격으로 계산하여 상기 전방 차량의 평균 스케일 상수를 결정하는 평균 스케일 상수 결정부; 및
    상기 평균 스케일 상수와 상기 전방 차량의 폭을 이용하여 상기 전방 차량과의 제2 추정거리를 계산하는 제2 추정거리 계산부;
    를 포함하는 차량간 거리 추정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전방 차량이 복수인 경우, 복수의 전방 차량 각각의 위치와 제2 추정거리를 비교하여, 상기 평균 스케일 상수의 유효성을 판단하는 평균 스케일 상수 판단부;
    를 더 포함하는 차량간 거리 추정장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 추정거리 계산부는,
    상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 지점과 상기 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점 사이의 거리인 상기 제1 추정거리(dx)를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 차량간 거리 추정장치:
    Figure pat00010

    여기서, hc는 상기 전방 차량을 촬영한 높이를, θx는 상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 지표면에 수직인 선과 상기 전방 차량을 촬영한 지점에서 상기 전방 차량의 바퀴와 지표면이 맞닿는 지점을 연결한 선이 이루는 각도를 나타낸다.
  9. 제6항에 있어서, 상기 스케일 상수 계산부는,
    상기 스케일 상수(R)를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 차량간 거리 추정장치:
    Figure pat00011

    여기서, dx는 상기 제1 추정거리를, Wt는 상기 전방 차량의 폭을 나타낸다.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제2 추정거리 계산부는,
    상기 전방 차량을 촬영한 지점과 상기 영상의 중점 사이의 거리인 상기 제2 추정거리(dt)를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 차량간 거리 추정장치:
    Figure pat00012

    여기서, Rt는 상기 평균 스케일 상수를, Wt는 상기 전방 차량의 폭을 나타낸다.
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