KR20140030636A - 차선 보정 시스템, 차선 보정 장치 및 이의 차선 보정 방법 - Google Patents

차선 보정 시스템, 차선 보정 장치 및 이의 차선 보정 방법 Download PDF

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Abstract

실시 예는, 차선 이탈 경고 시스템에서 검출된 제 1 차선정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 제 1 차선정보와, 기저장된 제 2 차선정보를 비교하여, 시간에 따라 차선의 변화 정도를 확인하는 단계; 상기 확인한 차선의 변화 정도에 따라 상기 수신한 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하는 단계; 상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지되면, 상기 수신한 제 1 차선정보를 보정하는 단계; 및 상기 보정한 차선정보를 상기 차선 이탈 경고 시스템으로 전송하는 단계로 이루어지는 차선 보정 방법을 제공한다.
이는, 과거 차선정보를 활용하여 순간적인 차선정보의 오검출 상황을 찾아내고, 그에 따라 상기 오검출된 차선정보를 보정해 줌으로써, 차선이 마모되었거나, 복잡한 잡음이 많은 환경에서 순간적으로 증가하는 오검출 상황을 해결할 수 있으며, 이를 통해 차선 이탈 경고 시스템의 신뢰도를 향상시키면서 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

Description

차선 보정 시스템, 차선 보정 장치 및 이의 차선 보정 방법{Traffic lane correction system, traffic lane correction apparatus and correction method}
실시 예는, 차선 보정 장치에 관한 것으로, 특히 차선 이탈 경고 시스템에서 검출된 비정상적으로 변화하는 차선정보를 보정하는 차선 보정 시스템, 차선 보정 장치 및 이의 차선 보정 방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터 하드웨어 성능의 발달로 컴퓨터비전 및 영상처리 기술이 급속히 발달하였고, 고해상도의 영상 데이터를 분석할 수 있을 뿐 아니라, 실시간 동영상 처리가 가능해졌다.
이러한 컴퓨터비전을 자동차에 응용하여 사고율을 줄이고자 많은 연구들이 진행되고 있으며, 더욱이, 21세기 첨단 산업과 맞물려 지능형 자동차에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
또한, 지능형 자동차에서만 아니라, 일반 차량에서도 영상처리 응용에 대한 관심이 높아지고 있다.
최근 차량용 블랙박스 제품이 출시되고 있는데, 이는 충돌감지 센서와 이미지 센서들을 사용하여 사고 발생시, 전후 영상을 저장하는 것이다. 이를 이용하여 과실을 판단하는 증거자료로 활용할 수 있다. 이러한 차량용 블랙박스 제품의 수요가 높아짐에 따라, 여러 기업에서 차선이탈검출 및 경보와 같은 안전에 관련된 기능을 추가하기 위한 노력이 지속되고 있다.
한편, 우리나라와 같이 포장이 잘 된 도로에서는 자동차의 주행 속도가 매우 빠르다. 지능형 자동차가 실생활에 적용되기 위해서는, 빠른 주행 속도에도 성능의 저하 없이 정확한 연산의 처리가 가능해야 한다. 이를 위해서는 하드웨어의 발전과 동시에 소프트웨어 알고리즘의 최적화가 요구되고 있다.
국내외에서 차선인식과 관련하여 많은 연구들이 진행되고 있다. 차선인식에 대한 대표적인 방법은 허프 변환을 이용하는 방법, 히스토그램(Histogram)을 이용하는 방법, 에지(Edge) 연결 정보를 이용하는 방법 등이 있다.
첫 번째로 허프 변환을 이용하는 차선인식 방법은 보편적인 차선검출 방법이다. 일반적으로 컴퓨터비전 및 영상처리 분야에서 사용되는 허프 변환은 영상에 존재하는 다항식으로 모델링 가능한 물체를 찾아내는 방법으로, 흐릿한 영상에도 우수한 결과를 얻을 수 있으며, 잡음에 강인한 특성이 있다.
이와 같은 허프 변환을 이용하여 직선을 찾아내는 방식을 활용하여 차선인식 알고리즘에 적용한 방법은 먼저 도로 영상에서 차선이 도로영역과는 확연히 구분되는 명암도 값을 가진다는 점을 기초로 평균값을 이용한 반복적인 이진화를 수행한다.
이진화 영상에서 차선을 검출하기 위해 소벨(Sobel) 연산자를 이용한 에지를 추출하고 허프변환 계산량의 간소화를 위해 세선화(thinning)를 수행한 다음, 허프 변환을 통하여 픽셀 도메인을 파라미터 도메인으로 변환함으로써, 차선이 존재하는 좌표 근처에 여러 개의 직선 후보 점들이 산출된다.
여기서, 누적된 직선 후보 점들의 픽셀들을 합산하여 그 중 최대 값을 검출함으로써, 픽셀 도메인 상에 존재하는 하나의 직선을 선택하여 차선으로 인식한다.
둘째 히스토그램을 통한 차선인식 방법은 도로 영상에서 차선을 감지하기 위해 그레이 레벨에 대한 히스토그램을 계산하는 방법으로, 도로 영상에서 좁은 수평의 밴드를 구성한 뒤, 영상을 아래에서 위로 스캐닝(scanning)하며, 각 스캐닝 단계마다 해당 밴드의 히스토그램을 계산하여 최대값으로 스레숄딩(thresholding) 한다. 이렇게 스레숄딩된 밴드들을 결합하여 차선을 인식하는데, 이진 영상에는 차선의 대부분과 그 밖의 다른 객체들도 포함된다.
다음으로 히스토그램을 기반으로 분할된 이진 영상에서 물체의 각 픽셀들의 소멸점과 형성하는 평균 각, 중심, 물체의 크기, 물체의 최대폭과 최대 값이 위치한 y좌표 등 여러 가지 정보들을 이용하며 특징들을 추출한다.
상기 추출된 특징들은 결정 트리에 의해 명확히 분류되어, 도로와 차선과의 관계를 분석하는 과정을 거쳐 최종적으로 남은 후보들을 차선으로 검출한다.
셋째, 에지 연결 정보를 통한 차선인식 방법은 클러스터링 방식을 사용하는 것으로, 카메라를 통해 획득된 영상정보를 먼저 좌 영상과 우 영상으로 분할한 다음 소벨 연산을 거쳐서 나온 차선의 에지 픽셀을 이용하여 클러스터링한다.
클러스터링의 과정은 먼저, 시작점이 될 에지 픽셀을 선정하고 ID를 지정한 후, 시작점의 주변 에지 픽셀 중에 거리가 2 픽셀 이내에 있는 에지 픽셀을 찾아내서 시작점과 같은 ID를 부여한다. ID를 부여받은 각 하위 픽셀은 시작점이 되어 다시 자신의 하위 픽셀을 동일한 방법으로 찾는다.
만약, 2 픽셀 이내에 에지 픽셀이 존재하지 않는다면, ID가 부여되지 않은 다른 에지 픽셀을 찾아 새로운 ID 값을 부여하고 동일한 과정을 다시 반복한다. 이와 같이 클러스터링 작업이 끝나면 각 클러스터들의 최소 및 최대 y값과 그에 대응하는 x좌표 등을 구한다. 두 좌표값을 이용하여 클러스터별로 직선의 방정식을 구해 연장선을 산출하고, 각 클러스터 사이의 거리를 구하기 위해서 각 클러스터의 직선방정식에 동일한 두 개의 y값에 대하여 두 점을 산출하고 차선의 폭과의 차이를 구한다. 이 차이 값이 최소가 되는 두 클러스터를 차선으로 인식한다.
그러나, 상기와 같은 차선 검출 방법은 자신이 검출한 차선정보를 보정하는 기능은 제공하지 않음으로써, 잘못된 차선을 검출할 경우, 사용자에게 정확한 정보를 제공할 수 없어 사용자의 불편감을 가중시키는 문제가 있다.
즉, 상기와 같은 영상 기반의 차선 이탈 경고 시스템의 경우, 차선이 마모되었거나 복잡한 시내 환경에서 표지판 등의 복잡한 잡음이 많은 환경에서 순간적인 오검출 횟수가 증가하는 문제가 있다.
실시 예에서는, 차선 이탈 경고 시스템으로부터 검출된 비정상적인 차선정보를 올바르게 보정할 수 있는 차선 보정 시스템, 차선 보정 장치 및 이의 차선 보정 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예에서는 시간에 따른 차선정보의 변화를 토대로 차선정보를 보정하여 차선 이탈 경고 시스템의 성능을 향상시키고, 사용자에게 더욱 정확한 정보를 제공해줄 수 있는 차선 보정 시스템, 차선 보정 장치 및 이의 차선 보정 방법을 제공한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 차선 보정 시스템은, 차량이 전방 이미지를 획득하는 영상 획득 장치; 상기 영상 획득 장치를 통해 획득한 전방 이미지를 수신하고, 상기 수신한 전방 이미지를 토대로 차선정보를 검출하여 출력하는 차선 검출 장치; 및 상기 차선 검출 장치로부터 현 시점에 검출된 제 1 차선정보를 전달받고, 상기 제 1 차선정보와, 기저장된 제 2 차선정보를 비교하여, 상기 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하는 차선 보정 장치를 포함하며, 상기 차선 보정 장치는, 상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지됨에 따라 상기 제 1 차선정보를 보정하여 상기 차선 검출 장치로 전달한다.
또한, 차선 보정 장치는, 차선 이탈 경고 시스템과 연결되어, 상기 차선 이탈 경고 시스템에서 검출된 제 1 차선 정보를 수신하는 차선정보 송수신부; 상기 차선정보 송수신부를 통해 현 시점에 수신된 제 1 차선정보와 기저장된 제 2 차선정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제 1 차선정보의 특성을 생성하는 차선 특성 생성부; 상기 차선 특성 생성부를 통해 생성된 제 1 차선 정보의 특성을 토대로 시간에 따른 차선의 변화 정도를 확인하고, 상기 확인한 변화 정도를 토대로 상기 제 1 차선 정보의 오검출 여부를 감지하는 차선 오검출 감지부; 및 상기 차선 오검출 감지부를 통해 상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지되면, 상기 오검출된 제 1 차선정보를 보정하여 상기 차선 이탈 경고 시스템에 전달하는 차선정보 보정부를 포함한다.
또한, 차선 보정 방법은 차선 이탈 경고 시스템에서 검출된 제 1 차선정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 제 1 차선정보와, 기저장된 제 2 차선정보를 비교하여, 시간에 따라 차선의 변화 정도를 확인하는 단계; 상기 확인한 차선의 변화 정도에 따라 상기 수신한 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하는 단계; 상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지되면, 상기 수신한 제 1 차선정보를 보정하는 단계; 및 상기 보정한 차선정보를 상기 차선 이탈 경고 시스템으로 전송하는 단계를 포함한다.
실시 예에 의하면, 과거 차선정보를 활용하여 순간적인 차선정보의 오검출 상황을 찾아내고, 그에 따라 상기 오검출된 차선정보를 보정해 줌으로써, 차선이 마모되었거나, 복잡한 잡음이 많은 환경에서 순간적으로 증가하는 오검출 상황을 해결할 수 있으며, 이를 통해 차선 이탈 경고 시스템의 신뢰도를 향상시키면서 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 차선 보정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 차선 검출 장치의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 차선 보정 장치의 상세 구성도이다.
도 4는 실시 예에 따른 차선정보 검출 방법을 설명하는 도면이다.
도 5 내지 9는 실시 예에 따른 차선 보정 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 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.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다
도 1은 실시 예에 따른 차선 보정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차선 보정 시스템은 이미지 획득 장치(100), 차선 검출 장치(200) 및 차선 보정 장치(300)를 포함한다.
이미지 획득 장치(100)는 차량의 전방에 설치되어, 상기 차량 전방에 대한 이미지를 획득한다.
차선 검출 장치(200)는 상기 이미지 획득 장치(100)를 통해 획득된 이미지를 전달받고, 이를 기초로 자기 차량이 현재 위치한 차로의 차선에 대한 각종 정보를 인식하는 기능을 수행한다.
예컨대 차선에 대한 정보는 차선 방정식, 차선 종류(실선, 점선 여부), 차선 곡률, 차선 색, 차선 이탈 상황 등을 포함할 수 있다.
차선 보정 장치(300)는 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 인식된 차선에 대한 각종 정보를 전달받고, 이를 토대로 시간에 따른 상기 차선의 변화 정도를 확인하여 상기 수신한 차선에 대한 정보를 보정한 후 상기 보정한 차선정보를 상기 차선 검출 장치로 전송한다.
이에 대해, 보다 구체적으로 설명하면, 이미지 획득 장치(100)는 차량의 전방에 설치되어 차량 전방 도로에 대한 컬러 이미지를 획득하는 기능을 수행한다.
이미지 획득 장치(100)는 상기 획득한 컬러 이미지를 상기 차선 검출 장치(200)로 전송한다.
이미지 획득 장치(100)는 광각 렌즈 또는 어안 렌즈와 같이 화각이 큰 렌즈를 구비할 수 있으며 핀 홀 카메라를 포함할 수 있다.
이미지 획득 장치(100)는 60°에서 120°정도의 넓은 화각을 가지는 렌즈를 통해 3차원의 피사체를 2차원의 영상으로 획득할 수 있다.
차선 검출 장치(200)는 상기 전달되는 컬러 이미지를 분석하여, 상기 컬러 이미지에 포함된 차선을 인식하고, 그에 따른 차선정보를 획득한다.
도 2는 도 1에 도시된 차선 검출 장치의 상세 구성도이다.
도 2를 참조하면, 차선 검출 장치(200)는, 영상 전처리부(210), 초기 차선 검출부(220), 차선 추적부(230), 차선 종류 인식부(240), 차선 색 인식부(250), 저장부(260) 및 제어부(270)를 포함한다.
영상 전처리부(210)는 상기 이미지 획득 장치(100)를 통해 획득된 차량 전방 차량 전방 영상(컬러 이미지)을 입력받고, 그에 대한 적분 영상(integral image)을 계산하여 출력할 수 있다.
초기 차선 검출부(220)는 영상 전처리부(210)에서 입력되는 적분 영상을 이용하여 초기 차선 방정식을 검출할 수 있다.
차선 추적부(230)는 이전 차선 방정식이 있을 경우 이를 이용하여 새로운 차선 방정식을 구할 수 있다.
차선 종류 인식부(240)는 차선이 실선인지 점선인지 여부를 인식하는 기능을 수행할 수 있다.
차선 색 인식부(250)는 차선 색이 백색, 노란색 또는 파란색인지 여부를 인식하는 기능을 수행한다. 이를 통해 차선이 중앙선인지, 버스 전용 차선인지 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.
저장부(260)는 차선 검출 장치(200)의 동작에 필요한 각종 정보 및 데이터를 저장하고, 각 구성요소의 요청에 따라 상기 저장한 정보나 데이터를 제공하는 기능을 수행한다.
저장부(260)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램, 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
제어부(270)는 차선 검출 장치(200)의 전체적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(270)는 상기 차선에 대한 각종 정보가 정확히 검출 및 인식되도록 제어한다.
또한, 제어부(270)는 상기 검출 및 인식된 차선에 대한 각종 정보를 이용하여, 충돌 여부를 감지하고, 상기 감지 결과에 따른 경고 신호를 발생한다.
상기 각각의 구성요소에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
영상 전처리부(210)는 상기 차량 전방 영상을 입력받는다. 그리고, 상기 영상 전처리부(210)는 상기 입력된 차량 전방 영상의 컬러 성분 중에서 G 채널 성분을 선택하여 그에 대한 적분 영상(integral image)을 계산하여 출력한다. 여기에서, G 채널 성분을 선택하는 이유는 터널 또는 야간에도 차선 부분과 도로 부분의 구분이 다른 채널 성분보다 명확하기 때문이다. 따라서 R, B 채널 영상을 선택하여 이하에서 설명하는 동작을 수행하는 것도 가능하나 G 채널 영상을 이용하는 것이 바람직하다.
한편 영상 전처리부(210)는 상기 입력된 영상에 왜곡, 오류가 있을 경우 이를 보정하는 기능을 추가적으로 수행할 수도 있다.
제어부(270)는 이전 차선 방정식이 있는지 여부를 판단하고, 그에 따라 초기 차선 검출부(220)를 제어하여 초기 차선 방정식을 검출하게 한다.
자세하게는 유효한 이전 차선 방정식이 없는 경우, 초기 차선 검출부(220)는 영상 전처리부(210)에서 계산된 G 채널의 적분 영상을 이용하여 초기 차선 방정식을 검출한다.
즉, 초기 차선 검출부(220)는 영상 전처리부(210)에서 입력된 적분 영상에 대한 차선 검출 대상 영역을 계산한다. 차선 검출 대상 영역은 자기 차량의 전면 중심(예컨대 차량 후드 선단의 중심)으로부터 전방 3m ~ 30m, 그리고 좌우 -4m ~ 4m의 사각 영역에 대응하는 영상 영역으로 구해질 수 있다.
다음으로 초기 차선 검출부(220)는 차선 검출 대상 영역 내에서 차선 후보점을 추출한다. 예를 들어, 초기 차선 검출부(220)는 동일 폭으로 연속된 스텝 함수 형태(step function)를 가지는 차선 후보점 템플릿을 이용하여 차선 후보점을 추출한다. 즉, 초기 차선 검출부(220)는 차선 검출 대상 영역에서 적분 영상과 차선 후보점 템플릿에 대해 컨벌루션을 수행한 값이 미리 정해진 임계치 이상인 경우 해당 좌표를 차선 후보점으로 추출할 수 있다.
이를 위해, 초기 차선 검출부(220)는 차선 후보점 템플릿의 폭을 계산하는데, 이때 상기 차선 후보점 템플릿의 폭은 도로에 페인팅된 차선의 폭과 대응되게 설정될 수 있다.
이후, 초기 차선 검출부(220)는 상기 차선 후보점이 얻어지면, 상기 차선 후보점을 클러스터링하고, 추출된 차선 후보 클러스터에 대하여 차선 방정식을 계산한다.
한편, 제어부(270)는 상기 이전 차선정보가 있으면, 차선 추적부(230)를 제어하여 이전 차선 방정식을 기초로 새로운 차선 방정식을 추적한다.
먼저, 차선 추적부(230)는 이전 차선정보가 있는 경우 이전의 차선 위치에서 관심 영역(Region of Interest)을 설정하고, 관심 영역 내에서 차선 후보점을 추출한다. 관심 영역은 미리 정해진 기준에 따라 설정될 수 있다. 예컨대 이전 차선 방정식 상에 위치하는 점에서 좌우로 60cm 범위 내로 설정될 수 있으며 이는 연산속도, 정확도 등을 고려하여 사용자에 의해 적절하게 설정될 수 있다. 관심 영
역 내에서 차선 후보점을 추출하는 방법은 초기 차선 추출에서와 같이 차선 후보점 템플릿을 이용할 수 있다.
한편 차선 후보점 중에서 대표 값으로 왼쪽 차선의 관심 영역에서는 가장 오른쪽에 위치한 차선 후보점을 선택하고, 오른쪽 차선의 관심 영역에서는 가장 왼쪽에 위치한 차선 후보점을 선택하도록 구현할 수 있다. 이렇게 하면 두 갈래로 차선이 갈라질 때, 갈라져 나오는 새로운 차선 위의 후보점을 선택하지 않고 원래 차선 위의 후보점을 선택할 수 있기 때문에 관심 영역 내에서 두 갈래로 갈라지는 차선이 있을 경우에도 현재 추적되는 차선을 따라 지속적인 추적이 가능하다.
다음으로 차선 추적부(230)는 추출된 차선 후보점에 대해 RANSAC(RANdom Sample Concensus) 알고리즘을 이용하여 유효 차선 후보점을 선택한다. RANSAC 알고리즘은 모델 피팅(model fitting)에서 아웃라이어(outlier)를 효과적으로 제거하는 방법인데, 추출된 좌우 차선 후보점 각각에 대하여 차선 쌍곡선(hyperbolar) 방정식을 피팅 모델(fitting model)로 하여 인라이어(inlier)만 선택한다. 이때, RANSAC 알고리즘에서 사용된 인라이어(inlier) 임계치는 차선 하나의 폭인 20cm(행렬(PT)을 이용하여 영상 좌표에서의 거리로 환산해야 함)가 이용될 수 있으며, 반복 횟수는 미리 설정될 수 있다. 예컨대 반복 횟수를 시스템 부하 등을 고려하여 100번으로 설정할 수 있다. 아래는 RANSAC 알고리즘으로 유효 차선 후보점에 해당하는 인라이너(inlier)를 선택하는 과정이다.
다음으로 차선 추적부(230)는 RANSAC 알고리즘을 통해 선별된 유효 차선 후보점을 측정값(measurement)으로 하여 칼만 필터를 적용함으로써 새로운 차선 방정식으로 업데이트한다. 한편 왼쪽 또는 오른쪽 관심영역에서 선택된 유효 차선 후보점의 개수가 10개 미만이면 그 관심영역의 후보점은 측정값(measurement)에 포함하지 않는다. 만약 왼쪽 또는 오른쪽의 관심영역 모두 유효 차선 후보점의 개수가 10개 미만이면 업데이트(update) 과정을 수행하지 않고 차선 방정식이 없다고 처리할 수 있다.
한편, 도로 주행시에 있는 진동과 차선의 일시적인 끊어짐, 조명 변화 등으로 인해 차선 후보점이 관심 영역 내에서 존재하지않을 경우가 있다. 따라서 이런 경우를 견디기 위한 방법으로, 가우션 잡음(Gaussian noise)에 강인하며 비선형방정식을 추적할 수 있는 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filtering:EKF) 방법을 사용하여 차선을 추적하는 것이 바람직하다.
차선 추적이 완료되면, 차선 종류 인식부(240)는 차선의 점선, 실선 여부와 차선 곡률을 계산할 수 있다. 차선의 점선, 실선 인식은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 차량 전방 영상의 차선 방정식에서 차량 전방 5m ~ 20m에 해당하는 차선 위의 픽셀(pixel)값과 주위 픽셀값을 이용하여 실선인지 점선인지를 인식한다. 즉, 각 차선 위에서 미리 정해진 간격(예컨대 1m 등)으로 샘플링된 점(point)을 중심으로 좌우 20 픽셀로 G 채널 밝기(intensity)를 스캔(scan)하고, 그 중에서 최대 값과 최소값의 차이가 미리 정해진 임계치 이상인 점은 차선 위의 점, 임계치 이하인 점은 차선이 끊어진 도로 영역의 점으로 간주한다. 차량 전방 5m ~ 20m에 해당하는 전체 점의 개수에 대하여 차선 위의 점의 개수 비율을 계산하고, 이 값이 0.9 이상이면 실선, 0.9 이하이면 점선으로 판단할 수 있다.
차선의 곡률 반경은 검출된 차선의 15 m ~ 30 m 사이의 차선에 대한 곡률을 계산할 수 있다.
차선 색 인식부(250)는 차선의 색상을 인식할 수 있다.
한편, 상기에서는 차선 검출을 통한 각종 정보를 획득하는 방법을 설명하였지만, 이는 일실시 예에 불과할 뿐, 상기 차선을 검출하는 방법은 공지된 기술 내에서 변경될 수 있다.
즉, 상기 차선 검출 및 인식을 위한 방법으로 이미 공지된 허프 변환을 이용하는 방법, 히스토그램(Histogram)을 이용하는 방법, 에지(Edge) 연결 정보를 이용하는 방법 중 어느 하나의 방법을 이용할 수도 있을 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 차선 보정 장치의 상세 구성도이다.
도 3을 참조하면, 차선 보정 장치(300)는 차선정보 송수신부(310), 기준 차선정보 생성부(320), 차선 특정 생성부(330), 차선 오검출 감지부(340) 및 차선정보 보정부(350)를 포함한다.
차선정보 송수신부(310)는 상기 차선 검출 장치(200)와 연결되어, 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 검출된 차선정보를 수신한다.
또한, 차선정보 송수신부(310)는 상기 수신된 차선정보에 따른 오류 발생시, 상기 오류를 보정한 차선정보나, 상기 수신된 차선정보가 정상 시, 상기 수신한 차선정보를 상기 차선 검출 장치(200)로 전송한다.
이하에서, t는 현 시점에서 검출된 차선정보를 의미하는 것이고, t-1은 과거에 검출된 차선정보, 다시 말해서 기준 차선정보를 의미하는 것이다.
기준 차선정보 생성부(320)는 상기 차선정보 송수신부(310)를 통해 수신된 차선정보를 이용하여 기준 차선정보를 생성한다.
즉, 기준 차선정보 생성부(320)는 일정 시간 동안 수신되는 차선정보를 분석하고, 그에 따라 유사한 패턴이 계속적으로 입력되는 경우(추후 차선 오검출 감지부에서의 논리식을 만족하는 경우), 이를 기준 차선정보로 등록한다.
기준 차선정보는 아래 [식 1]과 같을 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00001
Figure pat00002

여기에서, Lleft ,t-1(x)은 과거의 차선정보를 이용하여 생성한 좌측 차선에 대한 기준 차선정보이고, Lright ,t-1(x)은 과거의 차선정보를 이용하여 생성한 우측 차선에 대한 기준 차선정보이다.
차선 특성 생성부(330)는 상기 기준 차선정보 및 상기 차선정보 송수신부(310)를 통해 현 시점에서 수신한 현재 차선정보에 대한 특성을 추출한다.
이때, 상기 수신한 현재 차선정보는 아래 수식 [2]와 같이 표현될 수 있다.
[수식 2]
Figure pat00003
Figure pat00004
여기에서, Lleft ,t(x)는 현재 수신된 좌측 차선에 대한 차선정보이고, Lright,t(x)는 현재 수신된 우측 차선에 대한 차선정보이다.
또한, 상기 차선정보에 대한 특성은, 차선 각도, 상부 차선 폭, 하부 차선 폭을 토대로 파악된 시간에 따른 차선 각도의 변화 정도, 상부 차선 폭의 변화 정도 및 하부 차선 폭의 변화 정도를 포함할 수 있다.
이를 위해, 차선 특성 생성부(330)는 상기 기준 차선정보 및 현재 차선정보에 대응하는 좌측 차선 각도, 우측 차선 각도를 각각 생성하여 등록한다.
이후, 차선 특성 생성부(330)는 상기 등록한 현재 차선정보에 대응하는 좌측 차선 각도와, 기준 차선정보에 대응하는 좌측 차선 각도의 변화 값을 확인한다.
상기 좌측 차선 각도의 변화 값은 아래 [수식 3]에 의해 구해질 수 있다.
[수식 3]
Figure pat00005

또한, 차선 특성 생성부(330)는 상기 등록한 현재 차선정보에 대응하는 우측 차선 각도와, 기준 차선정보에 대응하는 우측 차선 각도의 변화 값을 확인한다.
상기 우측 차선 각도의 변화 값은 아래 [수식 4]에 의해 구해질 수 있다.
[수식 4]
Figure pat00006

또한, 차선 특성 생성부(330)는 현재 차선정보를 기초로, 현재 차선의 상단 폭을 확인하고, 상기 기준 차선정보를 기초로 기준 차선의 상단 폭을 확인한다.
상기 상단 폭은 아래 [수식 5]에 의해 구해질 수 있다.
[수식 5]
Figure pat00007
또한, 차선 특성 생성부(330)는 현재 차선정보를 기준으로 현재 차선의 하단 폭을 확인하고, 상기 기준 차선정보를 기초로 기준 차선의 하단 폭을 확인한다.
상기 하단 폭은 아래 [수식 6]에 의해 구해질 수 있다.
[수식 6]
Figure pat00008

여기에서, 상기 [수식 6]에 포함된 상단 위치(Xtop) 및 하단 위치(Xbottom)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00009

이후, 차선 특성 생성부(330)는 상기 확인한 현재 차선의 상단 폭 및 기준 차선의 상단 폭에 대한 변화 값을 확인한다.
상기 상단 폭의 변화 값은 아래 [수식 7]에 의해 구해질 수 있다.
Figure pat00010

이후, 차선 특성 생성부(330)는 상기 확인한 현재 차선의 하단 폭 및 기준 차선의 하단 폭에 대한 변화 값을 확인한다.
상기 하단 폭의 변화 값은 아래 [수식 8]에 의해 구해질 수 있다.
Figure pat00011

상기와 같이 차선 특성 생성부(330)는 좌측 차선의 각도 변화 값, 우측 차선의 각도 변화 값, 상단 차선 폭의 변화 값 및 하단 차선 폭의 변화 값과 같은 차선 특성을 생성하고, 이를 출력한다.
차선 오검출 감지부(340)는 상기 차선 특성 생성부(330)를 통해 생성된 차선 특성을 토대로 상기 현재 차선정보의 오검출 여부를 감지한다.
상기 오검출 여부는 다음과 같은 논리식에 의해 감지될 수 있다.
먼저, 차선 오검출 감지부(340)는 아래의 [논리식 1]에 의해 상기 좌측 차선의 각도 변화 값과 기설정된 임계값을 비교한다.
[논리식 1]
Figure pat00012

또한, 차선 오검출 감지부(340)는 아래의 [논리식 2]에 의해 상기 우측 차선의 각도 변화 값과 기설정된 임계값을 비교한다.
[논리식 2]
Figure pat00013

또한, 차선 오검출 감지부(340)는 아래의 [논리식 3]에 의해 상기 상단 차선 폭의 변화 값과 기설정된 임계값을 비교한다.
[논리식 3]
Figure pat00014

또한, 차선 오검출 감지부(340)는 아래의 [논리식 4]에 의해 상기 하단 차선 폭의 변화 값과 기설정된 임계값을 비교한다.
[논리식 4]
Figure pat00015

또한, 차선 오검출 감지부(340)는 아래의 [논리식 5]에 의해 기준 차선이 존재하였는지 여부를 확인한다.
[논리식 5]
Figure pat00016

이후, 차선 오검출 감지부(340)는 상기 [논리식 1] 내지 [논리식 5]에 의해 얻은 결과 값을 아래의 [논리식 6]에 삽입한다.
[논리식 6]
Figure pat00017

여기에서, [논리식 6]에 포함된 '+'는 둘 중 어느 하나의 조건만을 만족해도 결과가 '1'이 됨을 의미하고, 'ㆍ'는 2개의 조건을 모두 만족해야 결과가 '1'이 됨을 의미한다.
그리고, 차선 오검출 감지부(340)는 아래의 [논리식 7]에 상기 [논리식 6]의 결과 값을 삽입하여 최종적으로 상기 현재 시점에 검출된 차선정보의 오검출 여부를 감지한다.
[논리식 7]
Figure pat00018

여기에서, [논리식 7]의 결과 값이 1이면, 상기 현재 시점에 검출된 차선정보에 오류가 있음을 의미하고, 상기 결과 값이 0이면, 상기 현재 시점에 검출된 차선정보가 정상 검출되었음을 의미한다.
차선정보 보정부(350)는 상기 차선 오검출 감지부(340)를 통해 감지된 차선 오검출 감지 결과를 수신하고, 상기 수신한 감지 결과에 따라 상기 차선 검출 장치(200)로 전송할 차선정보를 생성한다.
이때, 상기 차선정보 보정부(350)는 상기 차선정보가 정상 검출되었으면, 현 시점에서 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 수신한 차선정보를 그대로 전송하고, 상기 차선정보가 오검출되었으면, 상기 생성한 기준 차선정보(과거 차선정보)를 상기 차선 검출 장치(200)로 전송한다.
한편, 상기와 같은 차선 오검출 감지는 과거에 검출된 차선정보에 따른 기준 차선정보에 의해 이루어진다.
이때, 상기 기준 차선정보에 오류가 있으면, 계속적으로 상기 차선 오검출이 감지될 수 있다.
이에 따라, 상기 기준 차선정보 생성부는 상기 차선 오검출 감지부(340)는 통해 일정 횟수 이상 반복되어 상기 차선 오검출이 감지되면, 상기 생성해 있는 기준 차선정보를 삭제하고, 그에 따라 현 시점부터 입력되는 차선정보를 이용하여 상기 기준 차선정보를 재생성한다.
또한, 차선 오검출 감지부(340)는 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 정상적인 차선정보가 계속 검출되면, 상기 검출되는 차선정보를 이용하여 상기 기준 차선정보를 갱신한다.
상기와 같이 실시 예에 의하면, 과거 차선정보를 활용하여 순간적인 차선정보의 오검출 상황을 찾아내고, 그에 따라 상기 오검출된 차선정보를 보정해 줌으로써, 차선이 마모되었거나, 복잡한 잡음이 많은 환경에서 순간적으로 증가하는 오검출 상황을 해결할 수 있으며, 이를 통해 차선 이탈 경고 시스템의 신뢰도를 향상시키면서 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 차선정보 검출 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 차선 검출 장치(200)는 영상 획득 장치(100)를 통해 획득된 차량 전방 이미지를 입력받는다(101단계).
이후, 차선 검출 장치(200)는 상기 입력된 이미지에 대한 적분 영상을 생성한다(102단계).
상기 적분 영상이 생성되면, 차선 검출 장치(200)는 과거의 차선 방정식이 존재하는지 여부를 판단한다(103단계).
상기 판단 결과(103단계), 상기 과거의 차선 방정식이 존재하면, 상기 과거 차선 방정식을 이용하여 현재 차선 방정식을 추적한다(104단계).
또한, 상기 판단 결과(103단계), 상기 과거의 차선 방정식이 존재하지 않으면, 초기 차선 방정식을 검출한다(105단계).
이후, 차선 검출 장치(200)는 상기 추적한 현재 차선 방정식 또는 상기 검출한 초기 차선 방정식을 이용하여, 현재 차선에 대한 종류 및 곡률을 계산한다(106단계).
그리고, 차선 검출 장치(200)는 차선 색을 인식한다(107단계).
이후, 상기와 같이 인식한 현재 차선에 대한 차선정보를 차선 보정 장치(300)로 전송한다(108단계).
도 5 내지 9는 실시 예에 따른 차선 보정 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 차선 보정 장치(300)는 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 검출된 차선정보를 수신한다(201단계).
상기 차선정보가 수신되면, 상기 차선 보정 장치(300)는 과거에 수신된 차선정보를 이용하여 생성한 기준 차선정보가 존재하는지 여부를 판단한다(202단계).
상기 판단 결과(202단계), 상기 기준 차선정보가 존재하지 않으면, 상기 차선 보정 장치(300)는 일정 시간(t) 동안 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 검출되는 차선정보를 수신하고, 상기 수신한 차선정보를 이용하여 기준 차선정보를 생성한다(203단계).
상기 기준 차선정보 생성 과정(203단계)에 대해서는 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
이후, 차선 보정 장치(300)는 기준 차선정보 및 현재 수신된 차선정보를 이용하여 차선 특성을 검출한다(204단계).
상기 차선 특성은, 기준 차선정보와 현재 수신된 차선정보에 각각 대응하는 좌측 차선 각도, 우측 차선 각도, 상단 차선 폭 및 하단 차선 폭을 토대로 검출된다.
즉, 상기 차선 특성은, 시간에 따라 검출되는 차선정보의 변화 정도를 의미한다. 상기 차선정보의 변화 정도에는 좌측 차선 각도의 변화 값, 우측 차선 각도의 변화 값, 상단 차선 폭의 변화 값 및 하단 차선 폭의 변화 값을 포함할 수 있다.
상기 좌측 차선 각도의 변화 값은, 상기 현재 수신된 차선정보에 대응하는 좌측 차선 각도와, 상기 기준 차선정보에 대응하는 좌측 차선 각도의 차이 값이다.
또한, 우측 차선 각도의 변화 값은, 상기 현재 수신된 차선정보에 대응하는 우측 차선 각도와, 상기 기준 차선정보에 대응하는 우측 차선 각도의 차이 값이다.
또한, 상단 차선 폭의 변화 값은, 상기 현재 수신된 차선정보에 대응하는 상단 차선 폭과, 상기 기준 차선정보에 대응하는 상단 차선 폭의 차이 값이다.
또한, 상기 하단 차선 폭의 변화 값은, 상기 현재 수신된 차선정보에 대응하는 하단 차선 폭과, 상기 기준 차선정보에 대응하는 하단 차선 폭의 차이 값이다.
상기와 같은 차선 특성이 검출되면, 차선 보정 장치(300)는 상기 각각의 차선 특성과, 임계값을 비교하여, 상기 현재 수신된 차선정보의 오검출 여부를 확인한다(205단계).
이후, 상기 비교 결과에 따라 상기 현재 수신된 차선정보가 오검출되었는지 여부를 판단한다(206단계).
상기 판단결과(206단계), 상기 현재 수신된 차선정보가 오검출되었다면, 상기 차선 보정 장치는, 상기 현재 수신된 차선정보에 오류가 있다고 판단하고, 그에 따라 상기 기준 차선정보를 상기 차선 검출 장치(200)로 전송한다(207단계).
또한, 상기 판단결과(206단계), 상기 현재 수신된 차선정보가 정상적으로 검출되었다면, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 현재 수신된 차선정보를 그대로 상기 차선 검출 장치로 전송한다(208단계).
이하, 상기 기준 차선정보를 생성하는 과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 기준 차선정보가 존재하지 않으면, 차선 보정 장치(300)는 일정 시간(t) 동안 상기 차선 검출 장치(200)를 통해 검출된 차선정보를 수신한다(301단계).
그리고, 차선 보정 장치(300)는 상기 일정 시간 동안 수신되는 차선정보에 대한 특성을 검출한다(302단계).
이후, 차선 보정 장치(300)는 상기 검출되는 특성을 비교한다(303단계). 사기 비교 단계(303단계)는 도 5에 포함된 차선 오검출 감지 단계(205단계)와 동일하게 이루어진다.
즉, 차선 보정 장치(300)는 일정 시간 동안 입력되는 차선정보들의 특성을 상호 비교하여, 상기 입력되는 차선정보가 정상적으로 검출된 차선정보인지를 확인한다. 이는, 일정 시간 동안 유사한 패턴의 차선정보가 계속적으로 검출되는지, 다시 말해서 시간에 따른 차선정보의 변화 정도가 임계값 이내에 속하는지 여부에 따라 이루어질 수 있다.
이후, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 일정 시간 동안 입력되는 차선정보의 특성들이 상호 유사한 패턴을 가지는지 확인한다(304단계).
상기 판단결과(304단계), 상기 차선정보의 특성들이 상호 유사한 패턴을 가지면, 가장 최근에 수신한 차선정보를 기준 차선정보로 등록하고(305단계), 아니면 상기 단계(301단계)로 복귀한다.
이하, 차선 특성 검출 과정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 먼저 차선 보정 장치(300)는 차선의 각도를 검출한다(401단계).
즉, 차선 보정 장치(300)는 기준 차선정보를 이용하여, 과거의 차선에 대한 좌측 차선 각도와, 우측 차선 각도를 검출한다.
또한, 차선 보정 장치(300)는 현재 수신된 차선정보를 이용하여, 현재 차선에 대한 좌측 차선 각도와, 우측 차선 각도를 검출한다.
이후, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 검출한 차선 각도를 이용하여 시간에 따른 차선 각도 변화 값을 검출한다(402단계).
다음으로, 차선 보정 장치(300)는 현재 수신된 차선정보를 이용하여 현재 차선의 차선 폭을 검출하고, 기준 차선정보를 이용하여 과거 차선에 대한 차선 폭을 검출한다(403, 404단계).
여기에서, 상기 차선 폭은, 차선의 상단 부분에 대한 상단 차선 폭과, 하단 부분에 대한 하단 차선 폭을 포함한다.
이후, 차선 보정 장치(300)는 상기 검출한 차선 폭을 이용하여 차선 폭 변화 값을 검출한다(405단계, 406단계).
즉, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 검출한 현재 차선의 상단 차선 폭과, 과거 차선의 상단 차선 폭의 차이에 따른 변화 값을 검출한다.
또한, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 검출한 현재 차선의 하단 차선 폭과, 과거 차선의 하단 차선 폭의 차이에 따른 변화 값을 검출한다.
이에 따라, 차선 보정 장치(300)는 시간에 따른 차선의 각도 변화 값 및 폭 변화 값을 검출한다.
이하, 차선의 오검출 감지 과정에 대해 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 차선 보정 장치(300)는 차선 각도 변화 값과 임계값을 비교한다(501단계).
즉, 차선 보정 장치(300)는 좌측 차선의 각도 변화 값과 기설정된 제 1 임계값을 제 1 비교한다. 또한, 차선 보정 장치(300)는 우측 차선의 각도 변화 값과 제 2 임계값을 제 2 비교한다.
이후, 차선 보정 장치(300)는 상기 검출한 차선의 상단 폭 변화 값과, 기설정된 제 3 임계값을 제 3 비교한다(502단계).
또한, 차선 보정 장치(300)는 상기 검출한 차선의 하단 폭 변화 값과, 기설정된 제 4 임계값을 제 4 비교한다(503단계).
또한, 차선 보정 장치(300)는 상기 기준 차선정보가 존재하였는지 여부를 확인한다(504단계).
그리고, 상기 비교 및 확인이 완료되면, 상기 차선 보정 장치(300)는 사기 제 1 내지 4 비교 결과 값 및 확인 결과 값을 출력한다(505단계)
이후, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 제 1 내지 4 비교 결겨 값 및 확인 결과 값을 이용하여, 상기 현재 수신된 차선정보의 오검출 여부를 확인하고, 그에 따라 상기 차선정보의 보정 여부를 판단한다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 차선 보정 장치(300)는 현재 수신된 차선정보의 오검출이 감지되었는지 여부를 판단한다(601단계).
상기 판단결과(601단계), 상기 차선정보가 오검출되었다면, 복수 회 반복적으로 상기 차선정보의 오검출이 감지되었는지 여부를 판단한다(602단계).
상기 판단결과(602단계), 상기 반복적인 차선정보의 오검출이 감지되었다면, 상기 차선 보정 장치(300)는 상기 기생성한 기준 차선정보를 초기화한다(603단계).
이후, 차선 보정 장치(300)는 도 6으로 진입하여, 상기 기준 차선정보를 재생성한다(604단계).
상기와 같이 실시 예에 의하면, 과거 차선정보를 활용하여 순간적인 차선정보의 오검출 상황을 찾아내고, 그에 따라 상기 오검출된 차선정보를 보정해 줌으로써, 차선이 마모되었거나, 복잡한 잡음이 많은 환경에서 순간적으로 증가하는 오검출 상황을 해결할 수 있으며, 이를 통해 차선 이탈 경고 시스템의 신뢰도를 향상시키면서 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 영상 획득 장치
200: 차선 검출 장치
210: 영상 전처리부 220: 초기 차선 검출부
230: 차선 추적부 240: 차선종류 인식부
250: 차선 색 인식부 260: 저장부
270: 제어부
300: 차선 보정 장치
310: 차선정보 송수신부 320: 기준 차선정보 생성부
330: 차선 특성 생성부 340: 차선 오검출 감지부
350: 차선정보 보정부

Claims (26)

  1. 차량이 전방 이미지를 획득하는 영상 획득 장치;
    상기 영상 획득 장치를 통해 획득한 전방 이미지를 수신하고, 상기 수신한 전방 이미지를 토대로 차선정보를 검출하여 출력하는 차선 검출 장치; 및
    상기 차선 검출 장치로부터 현 시점에 검출된 제 1 차선정보를 전달받고, 상기 제 1 차선정보와, 기저장된 제 2 차선정보를 비교하여, 상기 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하는 차선 보정 장치를 포함하며,
    상기 차선 보정 장치는,
    상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지됨에 따라 상기 제 1 차선정보를 보정하여 상기 차선 검출 장치로 전달하는
    차선 보정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 차선정보는,
    과거의 일정 시간 동안 상기 차선 검출 장치로부터 전달되는 차선정보를 토대로 생성한 기준 차선정보인
    차선 보정 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 차선 보정 장치는,
    상기 제 2 차선정보가 존재하지 않으면, 상기 차선 검출 장치를 통해 현 시점에서부터 일정 시간 동안 검출되는 차선정보를 이용하여 상기 제 2 차선정보를 생성하는
    차선 보정 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 차선정보는,
    좌측 차선 각도, 우측 차선 각도, 상단 차선 폭 및 하단 차선 폭 중 적어도 하나의 정보가 포함되는
    차선 보정 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 차선 보정 장치는,
    상기 수신된 제 1 차선정보 및 제 2 차선정보를 이용하여 상기 제 1 차선정보의 특성을 검출하고, 상기 검출한 특성을 이용하여 상기 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하며,
    상기 특성은,
    시간에 따라 변화하는 차선의 변화 정도를 포함하는
    차선 보정 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 차선 정보의 특성은,
    상기 제 1 차선정보와 제 2 차선정보의 차이를 토대로 생성되는 좌측 차선 각도의 변화 값, 우측 차선 각도의 변화 값, 상단 차선 폭의 변화 값 및 하단 차선 폭의 변화 값 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 차선 보정 장치는,
    상기 변화 값들 중 기설정된 임계값보다 큰 변화 값이 존재하면, 상기 제 1 차선정보를 보정하는
    차선 보정 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차선 보정 장치는,
    상기 제 1 차선정보가 정상적으로 검출되었으면, 상기 수신한 제 1 차선정보를 상기 차선 검출 장치로 전송하고,
    상기 제 1 차선정보가 오검출되었으면, 상기 제 1 차선정보를 상기 제 2 차선정보로 변경하고, 그에 따라 상기 제 2 차선정보를 상기 차선 검출 장치로 전달하는
    차선 보정 시스템.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 차선 보정 장치는,
    상기 제 1 차선 정보의 오검출이 일정 횟수 이상 반복적으로 검출되면, 상기 기저장된 제 2 차선 정보를 초기화하고, 그에 따라 상기 제 2 차선 정보를 재생성하는
    차선 보정 시스템.
  9. 차선 이탈 경고 시스템과 연결되어, 상기 차선 이탈 경고 시스템에서 검출된 제 1 차선 정보를 수신하는 차선정보 송수신부;
    상기 차선정보 송수신부를 통해 현 시점에 수신된 제 1 차선정보와 기저장된 제 2 차선정보를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제 1 차선정보의 특성을 생성하는 차선 특성 생성부;
    상기 차선 특성 생성부를 통해 생성된 제 1 차선 정보의 특성을 토대로 시간에 따른 차선의 변화 정도를 확인하고, 상기 확인한 변화 정도를 토대로 상기 제 1 차선 정보의 오검출 여부를 감지하는 차선 오검출 감지부; 및
    상기 차선 오검출 감지부를 통해 상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지되면, 상기 오검출된 제 1 차선정보를 보정하여 상기 차선 이탈 경고 시스템에 전달하는 차선정보 보정부를 포함하는
    차선 보정 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    일정시간 동안, 상기 차선 이탈 경고 시스템으로부터 검출된 복수의 제 1 차선정보를 이용하여 상기 제 2 차선정보를 생성하는 기준 차선 정보 생성부를 더 포함하는
    차선 보정 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기준 차선 정보 생성부는,
    상기 제 1 차선정보가 수신된 시점에 상기 제 2 차선정보가 존재하지 않으면, 상기 복수의 제 1 차선정보를 이용하여 2 차선정보를 생성하며,
    상기 제 2 차선정보는,
    상기 일정시간 동안, 정상 검출된 복수의 제 1 차선정보가 수신되면, 상기 정상 검출된 복수의 제1 차선정보를 토대로 생성되는
    차선 보정 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 기준 차선 정보 생성부는,
    상기 제 1 차선정보의 정상 검출이 감지되면, 상기 정상 검출된 제 1 차선 정보를 이용하여 상기 제 2 차선정보를 갱신하는
    차선 보정 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 차선정보는,
    좌측 차선 각도, 우측 차선 각도, 상단 차선 폭 및 하단 차선 폭 중 적어도 하나의 정보가 포함되는
    차선 보정 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 차선 오검출 감지부는,
    상기 수신된 제 1 차선정보 및 제 2 차선정보를 이용하여 상기 제 1 차선정보의 특성을 검출하고, 상기 검출한 특성을 이용하여 상기 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하며,
    상기 차선 정보의 특성은,
    상기 제 1 차선정보와 제 2 차선정보의 차이를 토대로 생성되는 좌측 차선 각도의 변화 값, 우측 차선 각도의 변화 값, 상단 차선 폭의 변화 값 및 하단 차선 폭의 변화 값 중 적어도 하나를 포함하는
    차선 보정 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 차선 오검출 감지부는,
    상기 변화 값들 중 기설정된 임계값보다 큰 변화 값이 존재하는 경우에 상기 제 1 차선정보의 오검출을 감지하는
    차선 보정 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 차선정보 보정부는,
    상기 제 1 차선정보가 정상적으로 검출되었으면, 상기 수신한 제 1 차선정보를 상기 차선 검출 장치로 전송하고,
    상기 제 1 차선정보가 오검출되었으면, 상기 제 1 차선정보를 상기 제 2 차선정보로 변경하고, 그에 따라 상기 제 2 차선정보를 상기 차선 검출 장치로 전달하는
    차선 보정 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 기준 차선 생성부는,
    상기 제 1 차선 정보의 오검출이 일정 횟수 이상 반복적으로 검출되면, 상기 기저장된 제 2 차선 정보를 초기화하고, 그에 따라 상기 제 2 차선 정보를 재생성하는
    차선 보정 장치.
  18. 차선 이탈 경고 시스템에서 검출된 제 1 차선정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 제 1 차선정보와, 기저장된 제 2 차선정보를 비교하여, 시간에 따라 차선의 변화 정도를 확인하는 단계;
    상기 확인한 차선의 변화 정도에 따라 상기 수신한 제 1 차선정보의 오검출 여부를 감지하는 단계;
    상기 제 1 차선정보의 오검출이 감지되면, 상기 수신한 제 1 차선정보를 보정하는 단계; 및
    상기 보정한 차선정보를 상기 차선 이탈 경고 시스템으로 전송하는 단계를 포함하는
    차선 보정 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    일정시간 동안, 상기 차선 이탈 경고 시스템으로부터 검출된 복수의 제 1 차선정보를 이용하여 상기 제 2 차선정보를 생성하는 단계가 더 포함되는
    차선 보정 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 2 차선정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 제 1 차선정보의 특성을 확인하는 단계와,
    상기 확인한 특성을 토대로 상기 복수의 제 1 차선정보의 정상 검출 여부를 판단하는 단계와,
    상기 복수의 제 1 차선정보가 정상 검출되었다면, 가장 최근 시점에 수신된 제 1 차선정보를 상기 제 2 차선정보로 등록하는 단계를 포함하는
    차선 보정 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 차선정보는,
    좌측 차선 각도, 우측 차선 각도, 상단 차선 폭 및 하단 차선 폭 중 적어도 하나의 정보가 포함되는
    차선 보정 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 차선의 변화 정도를 확인하는 단계는,
    상기 제 1 차선정보 및 제 2 차선정보의 차이를 토대로 좌측 차선 각도의 변화 값, 우측 차선 각도의 변화 값, 상단 차선 폭의 변화 값 및 하단 차선 폭의 변화 값 중 적어도 하나를 확인하는 단계를 포함하는
    차선 보정 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 오검출 여부를 감지하는 단계는,
    상기 변화 값들 중 기설정된 임계값보다 큰 변화 값이 존재하는 경우에 상기 제 1 차선정보의 오검출을 감지하는 단계를 포함하는
    차선 보정 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 수신한 제 1 차선정보를 보정하는 단계는,
    상기 제 1 차선정보가 오검출되었으면, 상기 제 1 차선정보를 상기 제 2 차선정보로 변경하는 단계를 포함하는
    차선 보정 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제 1 차선 정보의 오검출이 일정 횟수 이상 반복적으로 검출되면, 상기 기저장된 제 2 차선 정보를 초기화하고, 그에 따라 상기 제 2 차선 정보를 재생성하는 단계를 더 포함하는
    차선 보정 방법.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 제 1 차선정보가 정상 검출되었다면, 상기 제 1 차선정보를 그대로 상기 차선 이탈 경고 시스템에 전달하고, 상기 정상 검출된 제 1 차선 정보를 이용하여 상기 기저장된 제 2 차선 정보를 갱신하는 단계를 더 포함하는
    차선 보정 방법.
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