KR20130066242A - 사이드 카메라를 이용한 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치 및 방법 - Google Patents

사이드 카메라를 이용한 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 주변 영상을 획득하는 영상 촬영부; 상기 영상 촬영부로부터 수신한 상기 영상 정보를 이용하여 차선 인식률, 인식률의 문제 여부 및 인식률의 허용 범위를 판단하고 이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신한 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력하는 경고부를 포함하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 장치로 차량의 전방 카메라 및 사이드 카메라를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단한다. 따라서 전방 카메라만 이용한 종래에 비하여 차선 이탈 여부를 보다 객관적으로 판단할 수 있고, 차량이 곡선 도로에 진입하거나 직선 도로와 곡선 도로가 교차하는 곳에 진입시 차선 인식 성능을 향상시키고 전방 카메라의 편향 각도가 특정 각도를 초과한 경우 경고 메시지를 출력하여 안전 운행에 도움을 줄 수 있다.

Description

사이드 카메라를 이용한 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치 및 방법 {Device and method of improving recognition rate of LDWS(Lane Departure Warning System) using AVM side camera}
본 발명은 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 AVM(Around view monitoring)용 사이드 카메라를 이용한 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
차선 이탈 경보 시스템은 전방 카메라를 이용하여 차선을 인식하는 시스템으로 차량이 운전자의 졸음 운전 등으로 인하여 자신의 차선을 이탈하는 경우 운전자에게 경보를 해주는 시스템이다.
도 1은 종래의 차선 이탈 경보 시스템의 구성도이다.
종래의 차선 이탈 경보 시스템(100)은 영상 촬영부(110), 메모리부(120), 경보부(130), 표시부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
영상 촬영부(110)는 차량의 주행 차선을 촬영하고 영상 정보를 출력한다. 제어부(150)는 영상 촬영부(110)로부터의 영상 정보를 각각의 프레임 별로 차선 성분을 추출하여 기설정된 임계값과 비교하여 제어 신호를 출력한다. 메모리부(120)는 각각의 프레임에서 계산되는 차선 폭 계산 값과 차선 이탈 정도를 저장한다. 표시부(140)는 제어부(150)로부터 수신된 제어 신호에 대응하여 주행 차선을 표시한다. 경보부(130)는 수신된 제어 신호에 대응하여 경보 메시지를 출력한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
영상 촬영부(110)는 차량의 주행 차선을 촬영하고 영상 정보를 제어부(150)로 전송한다. 제어부(150)는 수신된 영상 정보에 대응하여 각각의 프레임 별로 차선 성분을 추출하고 기설정된 임계값과 비교하여 제어 신호를 표시부(140) 및 경보부(130)에 전달한다. 표시부(140)는 수신된 제어 신호에 대응하여 주행 차선을 표시하고 경보부(130)는 수신된 제어 신호에 대응하여 경보 메시지를 출력한다.
그런데 종래의 차선 이탈 경보 시스템(100)은 전방 카메라만 이용하여 영상 정보를 획득하므로 차량 주위의 환경 및 상황에 민감하고 차량이 곡선 도로에 진입시 또는 진선 도로와 곡선 도로가 교차하는 곳에서는 차선 이탈 인식률이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 운전자가 차선 이탈 운전을 하는 경우, 차선 이탈 여부를 보다 객관적으로 판단하고 일정한 경우 운전자에게 경고 메시지를 전달하여 안전 운행을 돕는 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일면에 따른 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 장치는 차량의 주변 영상을 획득하는 영상 촬영부; 상기 영상 촬영부로부터 수신한 상기 영상 정보를 이용하여 차선 인식률, 인식률의 문제 여부 및 인식률의 허용 범위를 판단하고 이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신한 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력하는 경고부를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따른 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 방법은 차량의 전방 카메라를 이용하여 차선 이탈 경보 시스템 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 영상 정보의 차선 인식률을 모니터링하는 단계; 상기 인식률의 문제 여부를 판단하는 단계; 상기 인식률이 허용 범위인지를 판단하는 단계; 상기 전방 카메라의 편향 각도를 감지하는 단계; 상기 편향 각도에 대응하여 상기 전방 카메라의 관심 영역을 조정하는 단계; 상기 차량의 사이드 카메라를 이용하여 AVM 시스템 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 차선 이탈 경보 시스템 영상 정보 및 상기 AVM 시스템 영상 정보를 이용하여 차선 인식 성능을 검증하는 단계; 및 상기 검증 결과의 신뢰성을 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량의 전방 카메라 및 사이드 카메라를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단한다. 따라서 전방 카메라만 이용한 종래에 비하여 차선 이탈 여부를 보다 객관적으로 판단할 수 있고, 차량이 곡선 도로에 진입하거나 직선 도로와 곡선 도로가 교차하는 곳에 진입시 차선 인식 성능을 향상시키고 전방 카메라의 편향 각도가 특정 각도를 초과한 경우 경고 메시지를 출력하여 안전 운행에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 종래의 차선 이탈 경보 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 촬영부의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 방법의 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치의 구성도이다. 도 2를 참조하면 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 장치(200)는 영상 촬영부(210), 제어부(220) 및 경고부(230)을 포함한다. 영상 촬영부(210)는 차량의 차선 이탈 경보 시스템 관련 영상 정보를 획득한다. 제어부(220)는 영상 촬영부(210)로부터 수신한 영상 정보를 이용하여 차선 인식률, 인식률의 문제 여부 및 인식률의 허용 범위를 판단하고 이에 대응하는 제어 신호를 출력한다. 경고부(230)는 제어부(220)로부터 수신한 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 촬영부의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 영상 촬영부(210)는 전방 카메라(212)와 사이드 카메라(214)를 포함한다. 전방 카메라(212)는 차량 전방을 촬영하고 사이드 카메라(214)는 시스템 영상 정보를 획득한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 영상 촬영부(210)는 차량의 주변 영상을 획득한다. 제어부(220)는 전방 카메라(212)의 차선 인식률을 모니터링한다. 제어부(210)는 차선 이탈 경보 시스템 카메라 영상 정보의 프레임 당 차선 인식률을 분석하여 인식률이 기설정된 임계값 이상인 경우 계속 모니터링을 하고, 인식률이 기설정된 임계값 미만인 경우 인식률이 허용범위 인지를 판단한다.
이어 제어부(220)는 인식률이 허용 범위인지 판단하며 인식률이 허용 범위 이내인 경우 전방 카메라(212)의 편향 각도를 감지하고, 인식률이 허용 범위를 초과한 경우 경고부(230)에 의하여 경고 메시지를 출력한다.
구체적으로 인식률이 허용범위를 초과하면 전방 카메라의 편향 각도가 많이 틀어졌다는 의미이므로, 경고부(230)에 제어 신호를 전달하고, 경고부(230)는 수신된 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력한다. 경고부(230)는 경고음, 경고 방송 및 점멸 형식의 경고등 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 따라서 사용자에게 경고 메시지를 전달하여 사용자가 정비소를 방문하여 전방 카메라(212)의 편향 각도를 조정할 수 있게 유도할 수 있다.
인식률이 허용 범위 이내인 경우 제어부(220)는 전방 카메라(212)의 편향 각도를 감지하고, 전방 카메라(212)의 편향 각도가 기설정된 임계각 미만인 경우, 상기 전방 카메라(212)의 관심 영역(Region of interest)을 조정하는 제어 신호를 출력하고 이에 대응한 차량 전방 영상 정보 및 AVM 시스템 영상 정보를 이용하여 차선 인식률을 분석할 수 있다.
구체적으로 제어부(220)는 전방 카메라(212)의 관심 영역(Region of interest)을 5°, 10°, 15°의 범위에서 조정할 수 있다. 또한 제어부(220)는 사이드 카메라(214)를 활성화시키는 제어 신호를 출력한다. 사이드 카메라(214)는 수신된 제어 신호에 대응하여 AVM 시스템 영상 정보를 획득한다. AVM 시스템(Around view monitoring)은 차량의 사이드 카메라를 이용해서 차량 주변을 촬영하여 제어부에게 운적석에서 차량 밖 360˚ 범위를 볼 수 있는 영상 정보를 제공할 수 있는 시스템이다.
다음으로, 제어부(220)는 차량 전방 영상 정보 및 상기 AVM 시스템 영상 정보를 이용하여 차선 인식 성능을 검증한다. 구체적으로 제어부(220)는 차량 전방 영상 정보가 포함하는 점 및 상기 AVM 시스템 영상 정보가 포함하는 점을 매핑시키는 것을 이용하여 검증한다. 제어부(220)는 검증 결과가 신뢰할 수 있는 범위 이내에 있는 경우 이를 반영하는 제어 신호를 출력하여 운행에 이를 이용할 수 있게 한다. 검증 결과가 신뢰할 수 있는 범위를 초과한 경우 경고부(230)에 제어 신호를 전달한다. 경고부(230)는 수신된 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력한다. 경고부(230)는 경고음, 경고 방송 및 점멸 형식의 경고등 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 따라서 사용자에게 경고 메시지를 전달하여 사용자가 정비소를 방문하여 전방 카메라(212)의 편향 각도를 조정할 수 있게 유도할 수 있다. 예컨대 경고부(230)는 '정비소를 방문하세요.'의 경고 방송을 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 이탈 경보 시스템의 인식률 향상 방법의 순서도이다. .
먼저 차선 이탈 경보 시스템의 카메라 영상을 획득한다(S410). 구체적으로 영상 촬영부(210)를 통하여 차량 전방 영상 정보를 획득한다.
이어, 획득한 영상 정보의 차선 인식률을 모니터링한다(S415). 구체적으로 제어부(220)를 통하여 전방 카메라(212)의 차선 인식률을 모니터링한다.
다음으로, 제어부(220)를 통하여 인식률이 문제인지 판단(S420)하게 되는데 차선 이탈 경보 시스템 카메라 영상 정보의 프레임 당 차선 인식률을 분석하여 인식률이 기설정된 임계값 이상인 경우 계속 모니터링을 하고, 인식률이 기설정된 임계값 미만인 경우 인식률이 허용범위 인지를 판단하는 단계로 진입한다.
이에 대응하여 제어부(220)를 통하여 인식률이 허용 범위인지 판단(S425)하며, 인식률이 허용 범위를 초과한 경우 경고부(230)를 통하여 경고 메시지를 출력한다(S430).
구체적으로 인식률이 허용범위를 초과하면 전방 카메라의 편향 각도가 많이 틀어졌다는 의미이므로, 경고부(230)에 제어 신호를 전달하고, 경고부(230)는 수신된 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력한다. 경고부(230)는 경고음, 경고 방송 및 점멸 형식의 경고등 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 따라서 사용자에게 경고 메시지를 전달하여 사용자가 정비소를 방문하여 전방 카메라(212)의 편향 각도를 조정할 수 있게 유도할 수 있다. 예컨대 경고부(230)는 '정비소를 방문하세요.'의 경고 방송을 할 수 있다.
인식률이 허용 범위 이내인 경우 제어부(220)를 통하여 전방 카메라(212)의 편향 각도를 감지한다(S435).
다음으로, 편향 각도에 대응하여 관심 영역을 조정한다(S440). 구체적으로 전방 카메라(212)의 편향각도가 기설정된 임계각 미만인 경우, 상기 전방 카메라(212)의 관심 영역(Region of interest)을 조정하는 제어 신호를 출력한다.
제어부(220)는 전방 카메라(212)의 관심 영역(Region of interest)을 5°, 10°, 15°의 범위에서 조정할 수 있다. 또한 제어부(220)는 사이드 카메라(214)를 활성화시키는 제어 신호를 출력한다.
사이드 카메라(214)를 통하여 AVM 시스템 영상 정보를 획득한다(S445). 구체적으로 사이드 카메라(214)는 제어부(220)로부터 수신된 제어 신호에 대응하여 AVM 시스템 영상 정보를 획득한다. AVM 시스템(Around view monitoring)은 차량의 사이드 카메라를 이용해서 차량 주변을 촬영하여 제어부(220)에게 운적석에서 차량 밖 360˚ 범위를 볼 수 있는 영상 정보를 제공할 수 있는 시스템이다.
AVM 시스템 영상 정보 획득 후 제어부(220)를 통하여 차선 인식 성능을 검증한다(S450). 제어부(220)는 차량 전방 영상 정보 및 상기 AVM 시스템 영상 정보를 이용하여 차선 인식 성능을 검증한다. 구체적으로 제어부(220)는 차량 전방 영상 정보가 포함하는 점 및 상기 AVM 시스템 영상 정보가 포함하는 점을 매핑시키는 것을 이용하여 검증한다.
다음으로, 차선 인식 성능을 검증한 결과를 획득한 후에 차선 인식 성능 결과를 신뢰할 수 있는지 판단한다(S455). 제어부(220)는 검증 결과가 신뢰할 수 있는 범위 이내에 있는 경우 이를 반영하는 제어 신호를 출력하여 운행에 이를 이용할 수 있게 한다. 검증 결과가 신뢰할 수 있는 범위를 초과한 경우 경고부(230)에 제어 신호를 전달한다. 경고부(230)는 수신된 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력한다. 경고부(230)는 경고음, 경고 방송 및 점멸 형식의 경고등 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 따라서 사용자에게 경고 메시지를 전달하여 사용자가 정비소를 방문하여 전방 카메라(212)의 편향 각도를 조정할 수 있게 유도할 수 있다. 예컨대 경고부(230)는 '정비소를 방문하세요.'의 경고 방송을 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량의 전방 카메라 및 사이드 카메라를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단한다. 따라서 전방 카메라만 이용한 종래에 비하여 차선 이탈 여부를 보다 객관적으로 판단할 수 있고, 차량이 곡선 도로에 진입하거나 직선 도로와 곡선 도로가 교차하는 곳에 진입시 차선 인식 성능을 향상시키고 전방 카메라의 편향 각도가 특정 각도를 초과한 경우 경고 메시지를 출력하여 안전 운행에 도움을 줄 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 차량의 주변 영상을 획득하는 영상 촬영부;
    상기 영상 촬영부로부터 수신한 상기 영상 정보를 이용하여 차선 인식률, 인식률의 문제 여부 및 인식률의 허용 범위를 판단하고 이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 수신한 제어 신호에 대응하여 경고 메시지를 출력하는 경고부
    를 포함하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 촬영부는 차량 전방을 촬영하는 전방 카메라; 및 AVM 시스템 영상 정보를 획득하는 사이드 카메라를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전방 카메라의 편향각도가 기설정된 임계각 미만인 경우, 상기 전방 카메라의 관심 영역을 조정하는 제어 신호를 출력하고 이에 대응한 차량 전방 영상 정보 및 AVM 시스템 영상 정보를 이용하여 차선 인식률을 분석하는 것
    을 특징으로 하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 경고부는 경고음, 경고 방송 및 점멸 형식의 경고등 중 적어도 하나를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 장치.
  5. 차량의 전방 카메라를 이용하여 차량 전방 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 영상 정보의 차선 인식률을 모니터링하는 단계;
    상기 인식률의 문제 여부를 판단하는 단계;
    상기 인식률이 허용 범위인지를 판단하는 단계;
    상기 전방 카메라의 편향 각도를 감지하는 단계;
    상기 편향 각도에 대응하여 상기 전방 카메라의 관심 영역을 조정하는 단계;
    상기 차량의 사이드 카메라를 이용하여 AVM 시스템 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 차량 전방 영상 정보 및 상기 AVM 시스템 영상 정보를 이용하여 차선 인식 성능을 검증하는 단계; 및
    상기 검증 결과의 신뢰성을 판단하는 단계
    를 포함하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 인식률의 문제 여부를 판단하는 단계는
    상기 차량 전방 영상 정보의 프레임 당 차선 인식률을 분석하여 인식률이 기설정된 임계값 이상인 경우 계속 모니터링을 하고, 인식률이 기설정된 임계값 미만인 경우 인식률이 허용범위 인지를 판단하는 단계로 진입하는 것
    을 특징으로 하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 인식률이 허용 범위인지 판단하는 단계는
    인식률이 허용 범위 이내인 경우 상기 전방 카메라의 편향 각도를 감지하고, 인식률이 허용 범위를 초과한 경우 경고부에 의하여 경고 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 차선 인식 성능을 검증하는 단계는 차량 전방 영상 정보가 포함하는 점 및 상기 AVM 시스템 영상 정보가 포함하는 점을 매핑시키는 것
    을 특징으로 하는 차선 이탈 경보 장치의 인식률 향상 방법.
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