KR20130045658A - 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템 - Google Patents

차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템이 개시된다. 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법은, 카메라를 이용하여 차량의 전방 도로를 촬영하는 단계; 상기 촬영된 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 단계; 및 상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템{VEHICLE DISTANCE DETECTION METHOD AND SYSTEM USING VEHICLE SHADOW}
본 발명은 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 선행 차량의 후미부분의 그림자를 이용하여 선행차량과의 차간 거리를 검출하는 기술에 관한 것이다.
운전자는 운전 중에, 인지, 판단, 조작을 반복하며 이러한 일련의 동작을 수행하는 가운데 운전자의 실수로 인하여 교통사고를 일으킬 수 있다.
따라서 도로 주행시 운전자의 과실로 인하여 발생할 수 있는 교통사고를 미연에 방지하기 위하여, 운전자에게 차량 충돌 위험을 미리 알려주는 것은 매우 중요하다.
도로 주행시 운전자에게 차량 충돌 위험을 미리 방지하기 위해서 선행차량과의 차간거리를 알려주는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템이 제안된다.
본 발명의 일 양상에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법은, 카메라를 이용하여 차량의 전방 도로를 촬영하는 단계; 상기 촬영된 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 단계; 및 상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계는, 상기 관심영역의 픽셀좌표와 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계는, 상기 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀 수를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
상기 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법은, 초음파를 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 측정하는 단계를 더 포함하되, 상기 초음파를 이용하여 측정된 거리가 일정거리 이하인 경우에 상기 초음파를 이용하여 측정된 거리를 상기 선행차량과의 차간거리로 하고, 상기 초음파를 이용하여 측정된 거리가 일정거리 이상인 경우에 상기 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
상기 선행차량의 후미 그림자는 상기 선행차량의 후륜 양측의 타이어에 의해서 발생하는 그림자일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템은, 차량의 전방 도로를 촬영하는 카메라; 상기 촬영된 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 영상 처리부; 및 상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 차간거리 산출부를 포함한다.
상기 차간거리 산출부는, 상기 관심영역의 픽셀좌표와 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
상기 차간 거리 산출부는, 상기 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀 수를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
상기 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템은, 초음파를 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 측정하는 초음파 센서를 더 포함하되, 상기 차간 거리 산출부는, 상기 초음파 센서에 의해서 측정된 거리가 일정 거리이하인 경우에 상기 초음파 센서에 의해서 측정된 거리를 상기 차간 거리로 산출하고, 상기 초음파 센서에 의해서 측정된 거리가 일정거리 이상인 경우에 상기 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법 및 시스템에 따르면, 카메라를 이용하여 차량 전방 도로를 촬영하여 촬영된 차량의 전방 도로 영상 중 선행 차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심 영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 차량과 선행차량 간의 차간 거리를 검출해서 사용자에게 알려줌으로써, 사용자의 안전 운전에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법에 대한 흐름도이다. 도 1에 도시된 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법은 후술한 도 2에 도시된 차간 거리 시스템에 의해서 수행될 수 있다.
도 1을 참고하면, 카메라를 이용하여 차량의 전방 도로를 촬영한다(S1).
이후 촬영된 전방 도로 영상(image)을 그레이 스케일 영상으로 변환한다(S2). 이때, 그레일 스케일 영상으로 변환하는 것은 흔히 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하여 주는 것을 나타낸다. 이에 대해서 좀 더 설명하면 그레일 스케일 영상은 RGB 값이 모두 같은 값을 가지고 0(흑색)에서 255(백색) 단계로 흑백의 강도를 나타내는 영상이다. 즉, 그레일 스케일 영상은 색 정보를 포함하지 않으며 오직 밝기정보만을 포함하는 영상이다.
따라서 단계 S2는 카메라에 의해 촬영된 컬러의 전방 도로 영상을 흑백의 전방 도로 영상으로 변환하여 주는 과정이다.
이렇게 변환된 그레이 스케일 영상 중 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출한다(S3).
일 실시예로 차량과 선행차량과의 차간 거리의 산출은, 관심영역의 픽셀좌표와 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표를 이용하여 이루어질 수 있다. 좀 더 구체적으로 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀 수를 이용하여 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다. 이때, 1픽셀 당 차간거리가 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어 1 픽셀 당 설정된 차간 거리는 20cm일 수 있다. 이에 따라 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀 수가 20개인 경우 차량과 선챙차량 과의 차간 거리는 실제로 4미터(=20개×20cm)일 수 있다.
그리고, 선행차량의 후미 그림자는 선행차량의 후륜 양측의 타이어에 의해서 발생하는 그림자일 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 선행차량의 후미 그림자를 이용하기 때문에 기상 상태가 좋은 낮에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법은 초음파를 이용하여 선행차량과의 거리를 더 측정할 수 있다. 이 초음파를 이용한 선행차량과의 거리의 측정은 일정주기 또는 실시간으로 이루어질 수 있다.
이에 따라 본원발명의 실시예에 따른 차간 거리 검출방법은, 초음파를 이용하여 측정된 거리가 일정거리 이하인 경우에 초음파를 이용하여 측정된 거리를 차량과 선행차량과의 차간거리로 할 수 있다. 그리고, 초음파를 이용하여 측정된 거리가 일정거리 이상인 경우에 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다. 이와 같이 일정거리를 기준으로 하여 차간 거리의 산출을 달리하는 이유는 일정거리 이하인 경우에 차량과 선행차량이 너무 근접하여서 카메라를 이용하여 전방 도로를 촬영하는 경우 촬영된 전방 도로 영상으로부터 선행 차량의 인식이 어렵기 때문이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차간 거리 검출시스템은 카메라(1), 영상 처리부(2) 및 차간 거리 산출부(3)를 포함한다.
카메라(1)는 차량의 전방 도로를 촬영한다. 이때, 카메라(1)는 차량의 지붕 위에 장착될 수 있다. 카메라(1)의 장착 위치는 이에 한정되지 않는다.
영상 처리부(2)는 카메라(1)에서 촬영된 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환한다. 이렇게 컬러의 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 이유는 촬영 영상을 실시간으로 처리하는데 많은 탐색 및 처리가 필요하기 때문에 차간 거리 검출시스템을 구성하기 위한 비용이 커지기 때문이다.
차간 거리 산출부(3)는 마이크로 프로세서 및 그에 탑재되는 프로그램으로 구현될 수 있다. 전술한 영상 처리부(2)와 물리적으로 하나 혹은 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 영상 처리부(2)에서 변환된 그레이 스케일 영상 중 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여, 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출한다. 이때, 일 실시예로 차간거리 산출부(3)는, 관심영역의 픽셀좌표와 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표를 이용하여 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다. 좀 더 구체적으로 차간 거리 산출부(3)는, 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀거리를 이용하여 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다. 그리고, 선행차량의 후미 그림자는 선행차량의 후륜 양측의 타이어에 의해서 발생하는 그림자일 수 있다.
추가적인 양상에 따른 차간 거리 검출시스템은, 초음파를 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 측정하는 초음파 센서(4)를 더 구비할 수 있다.
이에 차간 거리 산출부(3)는, 초음파 센서(4)에 의해서 측정된 거리가 일정 거리이하인 경우에 초음파 센서에 의해서 측정된 거리를 차량과 선행차량과의 차간 거리로 산출할 수 있다. 또한 차간 거리 산출부(3)는 초음파 센서(4)에 의해서 측정된 거리가 일정거리 이상인 경우에 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출할 수 있다.
더 추가적인 양상에 따른 차간 거리 산출부(3)에서 산출된 차간 거리를 사용자가 가시적으로 또는 가청 주파수를 갖는 음성신호로 출력하는 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 출력부는 화면을 통해 차간 거리 산출부(3)에서 산출된 차간 거리를 출력하도록 LED 화면으로 구현될 수 있다. 또한 출력부는 차간 거리 산출부(3)에서 산출된 차간 거리를 출력하도록 스피커로 구현될 수 있다. 또한 출력되는 차간 거리를 가시적으로 그리고 가청 주파수를 갖는 음성신호로 동시에 출력하기 위해서 LED 화면 및 스피커 모두를 다 구비할 수 있다. 출력부는 외부의 원격지로 산출된 차간 거리를 송출하는 유무선 통신모듈을 모두 포함하도록 해석될 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템의 블럭 구성도는 단순히 기능적인 관점에서 분류된 것일 뿐, 실제 구현방식 또는 하드웨어 방식을 의미하는 것은 아니다. 도 2에 도시된 하나 이상의 구성 모듈은 하나 또는 그 이상의 구성 모듈로 통합 또는 세분화될 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 자명하다고 할 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
1 : 카메라
2 : 영상 처리부
3 : 차간 거리 산출부
4 : 초음파 센서

Claims (10)

  1. 카메라를 이용하여 차량의 전방 도로를 촬영하는 단계;
    상기 촬영된 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 단계; 및
    상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계는,
    상기 관심영역의 픽셀좌표와 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 단계는,
    상기 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀 수를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법은,
    초음파를 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 측정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 초음파를 이용하여 측정된 거리가 일정거리 이하인 경우에 상기 초음파를 이용하여 측정된 거리를 상기 선행차량과의 차간거리로 하고, 상기 초음파를 이용하여 측정된 거리가 일정거리 이상인 경우에 상기 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선행차량의 후미 그림자는 상기 선행차량의 후륜 양측의 타이어에 의해서 발생하는 그림자인 것을 특징으로 하는 차간 거리 검출방법.
  6. 차량의 전방 도로를 촬영하는 카메라;
    상기 촬영된 전방 도로 영상을 그레이 스케일 영상으로 변환하는 영상 처리부; 및
    상기 그레이 스케일 영상 중 상기 차량의 선행차량의 후미 그림자를 검출하기 위한 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 차간거리 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차간거리 산출부는,
    상기 관심영역의 픽셀좌표와 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 차간 거리 산출부는,
    상기 관심영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점과 상기 임계치 이하인 영역의 픽셀좌표의 y축상 최하점 간의 픽셀 수를 이용하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출시스템은,
    초음파를 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 측정하는 초음파 센서를 더 포함하되,
    상기 차간 거리 산출부는, 상기 초음파 센서에 의해서 측정된 거리가 일정 거리이하인 경우에 상기 초음파 센서에 의해서 측정된 거리를 상기 차간 거리로 산출하고, 상기 초음파 센서에 의해서 측정된 거리가 일정거리 이상인 경우에 상기 관심영역에서 밝기가 설정된 임계치 이하인 영역을 검출하여 상기 차량과 선행차량과의 차간 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 그림자를 이용한 차간 거리 검출방법.
  10. 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선행차량의 후미 그림자는 상기 선행차량의 후륜 양측의 타이어에 의해서 발생하는 그림자인 것을 특징으로 하는 차간 거리 검출시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101587803B1 (ko) * 2014-10-21 2016-01-25 주식회사 만도 센서 고장 진단 장치 및 방법
US9358978B2 (en) 2014-05-15 2016-06-07 Hyundai Motor Company Vehicle speed control apparatus and method using an image
KR20200069280A (ko) * 2015-01-13 2020-06-16 현대모비스 주식회사 차량 안전 주행 장치

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