KR20130028231A - 차량 충돌 경보 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량 충돌 경보 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 충돌 경보 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 차량 충돌 경보 제어 장치는 차량의 운행 상황, 속도 및 전방 차량의 브레이크 제동 여부 등의 정보를 반영하여 실제 경보 및 브레이크 제동을 결정하는 임계치 구간을 설정하고, 설정된 임계치 구간을 근거로 안정적이고 신뢰성 높게 차량의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 충돌 경보 제어 장치 및 방법{Apparatus And Method Controlling Vehicle Collision}
본 발명은 차량 충돌 경보 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 예측된 차량의 충돌을 경보 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 전방 충돌 방지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전방에 운행 중인 차량(S2)과 현재 주행 중인 운전차량(S1) 간 충돌을 방지하기 위해 전방 대상 차량에 대한 모니터링을 수행하여 현재 차량의 속도와 전방 차량의 속도 및 두 차량 사이의 상대 거리 등을 이용하여 충돌 시간을 예측하였다.
예컨대, 종래의 전방 충돌 방지 시스템은 전방 차량 주시를 위해 레이더 센서를 이용하거나 카메라 센서를 이용하여 전방에 대한 영상을 통해 전방 차량을 인식하고, Time to Collision(TTC) 값으로 앞차와의 상대 거리에서 상대 속도 값을 나눠 시간을 계산함으로써 충돌 가능 시간을 예측하였다.
이렇게 계산된 TTC 값이 미리 정해진 임계치 구간 중 어느 구간에 포함되느냐에 따라 충돌 가능성에 대해 경보를 하거나 차량의 브레이크 제동을 작동시켜 감속을 유도하였다.
또한, 종래 기술은 충돌 가능성이 있는 전방 차량과 현재 주행 중인 차량 간의 상대 거리와 상대 속도를 기반으로 충돌 시간(TTC) 값을 계산하고 계산된 TTC 값이 지정된 임계치에 따라 어느 구간에 존재를 하는지를 확인하여 이에 따라 운전자에게 경보를 하고 차량의 브레이크 제동을 수행하였다.
그러나 실제로 전방의 차량의 경우 급정지 등의 상황에서 상대 속도 및 상대 거리가 급격하게 변화하기 때문에 실제 지정된 임계값과의 비교만으로는 위험 상황에 대한 빠른 대처가 불가능하다는 문제점이 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 전방 차량과 현 주행 차량의 속도 변화에 따른 일정 시간에서의 TTC 값 변화를 확인해 볼 경우, (a)의 경우는 전방 주행 차량이 급정지를 하는 경우로 현재 주행하는 차량의 반응이 더 늦게 나타나기 때문에 실제 TTC의 분자 값인 상대거리는 급격하게 줄어들게 되고 이와 동시에 분모 값인 상대 속도는 급격하게 증가하면서 일정 시간 동안 TTC 값의 감소량이 상당히 크게 나타날 수 있다.
이와 다르게 (b)의 경우는 전방 차량은 감속 없이 주행을 하지만 현재 주행하고 있는 차량이 가속을 할 경우 실제 운전자가 어느 정도 조절을 하면서 대응하기 때문에 TTC 값이 감소는 한다 해도 동일시간 동안의 감소량은 (a)의 경우에 비해서 크게 나타나지 않는다.
이처럼 같은 TTC의 감소라 하더라도 전방 차량이 감속 중인지 가속 중인지 등의 여부에 따라 실제 TTC의 감쇄 변화량이 달라지므로 일정한 값으로 고정된 임계 기준치를 근거로 경보 및 브레이크 제동 구간을 나눠 동작할 경우 안정적인 충돌 방지 장치의 작동을 보증할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 차량의 운행 상황, 속도 및 전방 차량의 브레이크 제동 여부 등의 정보를 반영하여 실제 경보 및 브레이크 제동을 결정하는 임계치 구간을 설정하고, 설정된 임계치 구간을 근거로 안정적이고 신뢰성 높게 차량의 충돌을 방지하는 차량 충돌 경보 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차량 충돌 경보 제어 장치는 촬영된 전방 영상에서 검출된 전방 차량의 브레이크 등을 인식하여 상기 전방 차량의 브레이크등 점등 여부를 판단하는 브레이크등 인식부; 상기 전방 차량과 주행 차량 간의 상대 거리를 측정하고, 측정된 상기 상대 거리를 토대로 상대 속도를 계산하여 상기 전방 차량의 속도를 추정하는 차속 및 거리 추정부; 상기 상대 거리와 상대 속도를 이용하여 충돌 시간(TTC:Time to Collision) 값을 계산하고, 상기 전방 차량의 브레이크등 점등 여부에 따라 계산된 상기 충돌 시간 값을 반영하여 경보를 위한 임계치를 변경하는 임계값 설정 및 TTC 계산부; 및 변경된 상기 임계치를 근거로 상기 전방 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 판단결과에 따라 상기 전방 차량과의 충돌을 경보 하거나 브레이크 제동을 수행하는 충돌 판단부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전방 차량의 속도 또는 주행 차량의 속도 등을 반영하여 경보 로직 임계치를 변화시키고, 변화된 경보 로직 임계치를 근거로 차량 충돌 가능성에 대해 경보 할 수 있어서, 효율적으로 신뢰성 높게 차량 간 충돌을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 차량 충돌 경보 제어 장치를 설명하기 위한 블럭도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 충돌 경보 제어 장치를 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 차량 충돌 경보 제어 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
본 발명은 전방 차량의 감속 브레이크 작동 여부를 확인하면서 전방 충돌 위험 판단의 임계치 구간을 각 위험 상황에 따라 효율적으로 변경하는 충돌 방지 장치로서 전방 관찰을 위해 영상 카메라 센서를 이용하고 전방 차량의 감속 여부 판단을 위해 브레이크 등의 점등 여부를 지속적으로 주시하면서 각 상황에 따라 경보 임계치를 변화시켜 나아가는 충돌 방지 장치이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전방 차량의 감속 여부 판단을 이용하여 충돌 경보에 대한 임계치 구간을 변동하는 충돌 경보 제어 장치로서, 영상 획득부(101), 차량 검출부(102), 브레이크등 인식부(103), 차속 및 거리 추정부(104), 계산부(105), 충돌 판단부(106), 경보부(107) 및 브레이크 제동부(108)를 포함한다.
영상 획득부(101)는 촬영된 전방 차량 인식을 위한 영상을 카메라로부터 획득하여 전달한다.
차량 검출부(102)는 영상 획득부(101)로부터 전달된 영상에서 차량을 검출한다.
브레이크등 인식부(103)는 차량 검출부(102)에 의해 검출된 차량에서 브레이크 등을 인식하여 브레이크 등의 점등 여부를 판단한다.
차속 및 거리 추정부(104)는 주행 차량과 검출된 차량과의 거리를 추정하고 주행 차량의 속도를 근거로 전방 차량의 속도 등을 추정한다.
임계값 설정 및 TTC 계산부(105)는 충돌 예상 시간(TTC) 값과 경보를 위한 임계치를 차량 속도 및 전방 차량 감속 여부 등에 따라 설정한다.
충돌 판단부(106)는 검출된 차량과의 충돌 가능 여부를 판단한다.
경보부(107)는 충돌 판단부(106)의 판단 결과 경보 상황일 경우, 운전자에게 차량 충돌을 경보한다.
브레이크 제동부(108)는 충돌 판단부(106)의 판단결과 차량 충돌 상황일 경우, 브레이크 제동을 동작시켜 차량을 정지시키거나 감속시킨다.
이하에서 각 구성 요소의 동작에 대해 보다 상세하게 설명하면, 차량 검출부(102)는 영상 획득부(101)에 의해 획득된 영상에서 주행 차량과 동일 방향으로 주행하는 차량을 검출한다.
브레이크등 인식부(103)는 차량 검출부(102)에 의해 검출된 차량을 모니터링하여 검출된 차량의 브레이크 등 색상 정보를 획득하고, 획득된 색상 정보를 분석하여, 즉 픽셀의 레드 광도를 분석하여 임계치 이상의 레드 광도를 갖는 픽셀 갯수를 근거로 브레이크등의 점등 여부를 판단하여, 전방 차량의 감속 여부를 판단한다.
예컨대, 레드 광도(red intensity) 범위가 0부터 255일 경우, 전방 차량이 감속을 하지 않은 경우, 브레이크등의 레드 광도는 128 정도이고 브레이크 등이 점등된 경우 레드 광도는 대략 250 정도이다. 따라서 브레이크등 인식부(103)는 설정된 임계값을 기준으로 점등 이전의 128 정도의 레드 광도를 갖는 픽셀의 갯수와 점등 이후 250 정도의 레드 광도를 갖는 픽셀의 갯수를 비교하여 브레이크등 점등 여부를 판단할 수 있다.
차속 및 거리 추정부(104)는 전방 차량과의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 미분하여 상대 속도를 계산하여, 주행 차량의 속도를 근거로 전방 차량의 속도를 유추한다.
임계값 설정 및 TTC 계산부(105)는 상대 거리와 상대 속도를 이용하여 TTC 값을 계산하고, 전방 차량의 브레이크 등 점등 여부에 따라 계산된 TTC 값을 반영하여 경보를 위한 임계치 구간을 변경한다.
예컨대, 임계값 설정 및 TTC 계산부(105)는 전방 차량의 브레이크 등 점등 여부를 확인하여 확인결과, 전방 차량의 브레이크 등이 점등된 경우이면, 주행 차량의 속도에 비례하는 만큼 임계치를 증가시키고, 전방 차량의 브레이크 등이 점등되지 않은 경우이면 전방 차량의 속도에 비례하는 만큼 임계치를 감소시킨다.
즉, 임계값 설정 및 TTC 계산부(105)는 전방 차량이 감속할 경우 주행 차량의 속도가 높을수록 충돌 위험도가 더욱 커지므로, 임계치를 주행 차량의 속도에 비례시켜 조정하고, 전방 차량이 감속하지 않을 경우 전방 차량의 속도가 높을수록 충돌 위험이 감소하므로 전방 차량의 속도에 비례하여 임계치를 감소시킨다.
충돌 판단부(106)은 임계값 설정 및 TTC 계산부(105)에 의해 계산된 임계치들을 이용하여 경보만 수행하면 되는 구간인지 아니면 브레이크 제동을 수행해야 하는 구간인지를 판단하고 각각의 필요에 따라 경보부(107) 또는 브레이크 제동부(108)를 동작시킨다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전방 차량의 속도 또는 주행 차량의 속도 등을 반영하여 경보 로직 임계치를 변화시키고, 변화된 경보 로직 임계치를 근거로 차량 충돌 가능성에 대해 경보 할 수 있어서, 효율적으로 신뢰성 높게 차량 간 충돌을 방지할 수 있다.
이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
101 : 영상 획득부 102 : 차량 검출부
103 : 브레이크등 인식부 104 : 차속 및 거리 추정부
105 : 임계값 설정 및 TTC 계산부 106 : 충돌 판단부
107 : 경보부 108 : 브레이크 제동부

Claims (4)

  1. 촬영된 전방 영상에서 검출된 전방 차량의 브레이크 등을 인식하여 상기 전방 차량의 브레이크등 점등 여부를 판단하는 브레이크등 인식부;
    상기 전방 차량과 주행 차량 간의 상대 거리를 측정하고, 측정된 상기 상대 거리를 토대로 상대 속도를 계산하여 상기 전방 차량의 속도를 추정하는 차속 및 거리 추정부;
    상기 상대 거리와 상대 속도를 이용하여 충돌 시간(TTC:Time to Collision) 값을 계산하고, 상기 전방 차량의 브레이크등 점등 여부에 따라 계산된 상기 충돌 시간 값을 반영하여 경보를 위한 임계치를 변경하는 임계값 설정 및 TTC 계산부; 및
    변경된 상기 임계치를 근거로 상기 전방 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 판단결과에 따라 상기 전방 차량과의 충돌을 경보 하거나 브레이크 제동을 수행하는 충돌 판단부
    를 포함하는 차량 충돌 경보 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크등 인식부는 검출된 상기 전방 차량의 브레이크 등 색상 정보를 분석하고, 분석된 색상 정보를 토대로 픽셀의 레드 광도가 기설정된 기준치 이상의 레드 광도를 갖는 픽셀 갯수를 검출하여 상기 브레이크등의 점등 여부를 판단하는 것
    인 차량 충돌 경보 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전방 차량의 브레이크등이 점등되지 않은 경우, 상기 전방 차량의 브레이크등 레드 광도는 특정 값 A이고, 상기 전방 차량의 브레이크 등이 점등된 경우 상기 전방 차량의 브레이크등 레드 광도는 특정 값 B일 경우,
    상기 브레이크등 인식부는 점등 이전의 상기 특정 값 A의 레드 광도를 갖는 픽셀의 갯수와 점등 이후 상기 특정 값 B의 레드 광도를 갖는 픽셀의 갯수를 비교하여 상기 전방 차량의 브레이크등 점등 여부를 판단하는 것
    인 차량 충돌 경보 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임계값 설정 및 TTC 계산부는 상기 전방 차량의 브레이크 등 점등 여부를 확인하여 상기 전방 차량의 브레이크 등이 점등된 경우이면, 상기 주행 차량의 속도에 대응하여 상기 임계치를 증가시키고, 상기 전방 차량의 브레이크 등이 점등되지 않은 경우이면 상기 전방 차량의 속도에 대응하여 상기 임계치를 감소시키는 것
    인 차량 충돌 경보 제어 장치.
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