KR20150018130A - 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치 및 방법 - Google Patents

전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에서는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치 및 방법이 개시된된다. 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법은, 모드전환 제어부가 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상을 수신하여 전방의 도로상태를 연산하는 단계; 상기 모드전환 제어부가 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 네비게이션 맵의 도로상태를 읽어오는 단계; 상기 모드전환 제어부가 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는지 판단하는 단계; 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 모드전환 제어부가 상기 GPS부 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어하는 단계를 포함한다. 이러한 본 발명의 실시예에서는 자이로센서 및 카메라 영상에 의해 취득한 정보와 GPS 및 맵 정보에 의해 취득한 두 가지 정보를 융합하여 변속제어를 함으로써 네비게이션 정보에 오류가 있더라도 정확하게 도로조건에 대응되는 변속을 할 수 있다.

Description

전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치 및 방법{Driving device and Method using camera video signal and navigation signal}
본 발명은 네비게이션을 이용한 안전운전에 관한 것으로, 특히 카메라 영상 및 자이로센서와 네이게이션을 이용하여 차량 운행을 제어하는, 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근의 차량은 내부에 탑승자의 편의를 위해 다양한 전자 장치들이 탑재된다. 기존의 라디오, 에어컨 위주의 전자장치에서 네비게이션 시스템, 휴대전화 핸즈프리 시스템 등의 전자장치들이 탑재되고 있다.
이중에서도 네비게이션은 많은 운전자들이 널리 사용하고 있으며, 낮선곳을 방문시에 필수요소가 되었다.
그런데 이러한 네비게이션은 GPS 정보를 기초로하여 운행하는데, 터널이나 기타지역에서 위치수신이 안되어 네비게이션 안내에 오류가 생기는 경우가 있다. 또한, 네비게이션 업데이트를 못한 경우에도 새로 생긴 도로 등에서 제대로 길안내가 안되는 경우가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 불편한 점을 해결하고자 하는 것으로, 자이로센서 및 카메라 영상에 의해 취득한 정보와 GPS 및 맵 정보에 의해 취득한 두 가지 정보를 융합하여 변속제어를 하는, 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치는,
도로상태와 지리정보를 포함한 네비게이션 맵을 저장하는 맵 저장부;
GPS 위성신호에 의해 현재 위치를 연산하여 출력하는 GPS부;
전방의 영상을 촬영하는 카메라부;
차량의 기울기를 감지하는 자이로센서부;
시간을 체크하는 타이머;
상기 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하고, 비교결과 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 GPS부 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어하는 모드전환 제어부;
상기 모드전환 제어부의 제어에 따라 변속을 하는 변속부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하지 않는 경우 상기 자이로센서 및 카메라에 의해 연산된 도로상태에 기초한 제2 운전모드로 변속제어를 하는 것을 특징으로 한다.
상기 모드전환 제어부는 제1 운전모드에서는 제1주기로 상기 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하여 변속제어를 하며, 제2 운전모드에서는 제1주기보다 짧은 제2 주기로 변속제어를 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법은,
모드전환 제어부가 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상을 수신하여 전방의 도로상태를 연산하는 단계;
상기 모드전환 제어부가 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 네비게이션 맵의 도로상태를 읽어오는 단계;
상기 모드전환 제어부가 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는지 판단하는 단계;
상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 모드전환 제어부가 상기 GPS부 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어하는 단계를 포함한다.
상기 모드전환 제어부의 제어에 따라 변속부가 변속을 하는 단계를 더 포함한다.
상기 모드전환 제어부는 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하지 않는 경우 상기 자이로센서 및 카메라에 의해 연산된 도로상태에 기초한 제2 운전모드로 변속제어를 하는 단계를 더 포함한다.
상기 모드전환 제어부는 제1 운전모드에서는 제1주기로 상기 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하여 변속제어를 하며, 제2 운전모드에서는 제1주기보다 짧은 제2 주기로 변속제어를 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서는 자이로센서 및 카메라 영상에 의해 취득한 정보와 GPS 및 맵 정보에 의해 취득한 두 가지 정보를 융합하여 변속제어를 함으로써 네비게이션 정보에 오류가 있더라도 정확하게 도로조건에 대응되는 변속을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 정확히 인식된 전방의 도로 정보를 기반으로 차량의 변속제어 및 크루즈 제어 모드를 준비할 수 있고, 감성적인 승차감 제공이 가능하고, 차량의 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
그리고 Map 정보가 정확하지 않을 경우에도 도로상황에 대응되는 운전모드로 변속하는 것이 가능하고, 날씨가 좋지 않은 경우에도 도로상황에 대응되는 운전모드로 변속하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법의 동작 흐름도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치전방의 고/저/곡률을 판단하는 개념을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치는, 카메라부(140), 맵 저장부(110), GPS부(160), 자이로센서부(150), 타이머(120), 모드전환 제어부(130), 변속부(170), 통신부(180)를 포함한다.
통신부(180)는 네트워크망(200)을 통해 운영센터(300)와 통신기능을 수행한다.
맵 저장부(110)는 도로상태와 지리정보를 포함한 네비게이션 맵을 저장하며, 예를 들면 특정 위치에서의 도로의 굴곡이나 경사도 정보 등을 저장한다.
GPS부(160)는 GPS 위성신호에 의해 현재 위치를 연산하여 출력한다.
카메라부(140)는 전방의 영상을 촬영하며, 모드전환 제어부(130)의 제어에 따라 구동될 수 있다.
자이로센서부(150)는 차량에 장착되어 차량의 기울기를 감지한다.
타이머(120)는 시간을 체크한다.
모드전환 제어부(130)는 상기 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)를 구동하여 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부(160)로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하고, 비교결과 상기 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 GPS부(160) 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어한다.
또한, 상기 모드전환 제어부(130)는 상기 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하지 않는 경우 상기 자이로센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태에 기초한 제2 운전모드로 변속제어를 한다.
또한, 상기 모드전환 제어부(130)는 제1 운전모드에서는 제1주기로 상기 자이로 센서부(150)및 카메라부(140)에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부(160)로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하여 변속제어를 하며, 제2 운전모드에서는 제1주기보다 짧은 제2 주기로 변속제어를 한다.
변속부(170)는 모드전환 제어부(130)의 제어에 따라 변속을 하며, 크루즈 컨트롤 제어나 도로의 굴곡이나 경사도에 따른 변속제어를 할 수 있다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 GPS부(160)는 GPS 위성신호에 의해 현재 위치를 연산하여 모드전환 제어부(130)로 출력한다.
또한, 카메라부(140)는 전방의 영상을 촬영하여 모드전환 제어부(130)로 출력하고, 자이로센서부(150)는 차량에 장착되어 차량의 기울기를 감지한다.
필요에 따라서는 소정 주기에 모드 전환 제어부(130)의 제어에 따라 카메라부(140) 및 자이로센서부(150)가 동작될 수 있다.
그러면, 모드전환 제어부(130)가 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 측정된 영상을 수신하여 전방의 도로상태를 연산한다. 그리고 모드전환 제어부(130)에서는 내리막길/오르막길/곡률 등을 차량 전방 카메라부(140)에 나타난 영상으로 미리 파악하며, 캘리브레이션되어 나온 카메라의 평지 수평선과 비교하여 전방 고/저/곡률을 예상한다. 이때, 전방영상에서 얻어진 정보(고/저/곡률)는 자이로센서부(150)의 정보로 보정이 될 수 있다. 이러한 예를 도 3 내지 도 5에 도시하였다.
도 3을 참조하면, 오르막길에서는 기준 수평선 보다 영상의 수평선이 높게되고, 내리막길에서는 기준 수평선보다 영상의 수평선이 낮게 된다. 그리고 도 5를 참조하면, 곡선 오르막길은 기준 수평선 보다 영상의 수평선이 높으면서도 굴곡이 있다. 이러한 영상과 자이로 센서부(150)의 기울기를 종합적으로 판단하여 전방의 도로 상태를 판단한다.
그리고 상기 모드전환 제어부(130)는 GPS부(160)로부터 수신된 위치에 대응되는 네비게이션 맵의 도로상태를 맵 저장부(110)에서 읽어온다(S300).
그리고 나서, 상기 모드전환 제어부(130)가 상기 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는지 판단한다(S302).
상기 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 모드전환 제어부(130)가 상기 GPS부(160) 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어한다(S304).
그러면, 상기 모드전환 제어부(130)의 제어에 따라 변속부(170)가 변속을 한다(S304).
상기 모드전환 제어부(130)는 제1 운전모드에서 제1주기가 되었는지 타이머(120)를 참조하여 판단한다(S306).
제1 주기가 되지 않았으면 계속 제1 운전모드로 주행하며, 제1 주기가 된 경우, 모드전환 제어부(130)는 상기 단계(s300)부터 반복 수행한다.
한편, 상기 모드전환 제어부(130)는 상기 자이로 센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하지 않는 경우 상기 자이로센서부(150) 및 카메라부(140)에 의해 연산된 도로상태에 기초한 제2 운전모드로 변속제어를 한다(S308).
상기 모드전환 제어부(130)는 제2 운전모드에서 제2주기가 되었는지 타이머(120)를 참조하여 판단한다(S310).
제1 주기가 되지 않았으면 계속 제1 운전모드로 주행하며, 제1 주기가 된 경우, 모드전환 제어부(130)는 상기 단계(s300)부터 반복 수행한다.
제2 운전모드에서는 제1주기보다 짧은 제2 주기로 변속제어를 하여 네비게이션 맵 정보의 오류시에 카메라 영상으로 올바른 주행을 할 수 있게 된다.
또한, 카메라부(140)의 영상으로부터 날씨 정보도 취득이 가능하며, 날씨정보를 참조하여 비나 눈등의 날씨에는 감속제어도 가능하다.
또한, 필요에 따라 운영센터(300)에 영상 정보를 전송할 수 있으며, 운영 센터(300)에서는 내비게이션 지도 정보와 카메라 영상 비교를 통해 교통정보를 더욱 정교화할 수 있고, 날씨(비/눈) 및 화재(전방 차량화재) 정보를 전방/측방/후방영상의 패턴을 기반으로 취득할 수도 있다. 또한, 운영센터(300)와 통신부(180)를 통해 연동하여 운전보조정보를 정교화할 수도 있다. 그리고 얻어진 도로지형정보 및 날씨 정보를 기반으로 차량의 변속제어 및 크루즈 제어(Cruise control) 모드를 미리 준비할 수도 있다. 또한, 차량의 스포츠 모드 등 맞춤형 운행을 위한 차체 제어 기술에 활용할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 자이로센서 및 영상에 의해 취득한 정보와 GPS 및 맵 정보에 의해 취득한 두 가지 정보를 융합하여 변속제어를 하며, 정확히 인식된 전방의 도로 정보를 기반으로 차량의 변속제어 및 크루즈 제어 모드를 준비할 수 있다. 따라서 감성적인 승차감 제공이 가능하고, 차량의 에너지 효율을 극대화할 수 있다. 그리고 맵 정보가 정확하지 않을 경우에도 도로상황에 대응되는 운전모드로 변속하는 것이 가능하고, 날씨가 좋지 않은 경우에도 도로상황에 대응되는 운전모드로 변속하는 것이 가능하다.
그리고 필요에 따라서는 상기 모드전환 제어부는 상기 제2 운전모드에서 카메라 영상을 기반으로 날씨 또는 화재에 대응하여 변속 또는 가감속 제어를 할 수도 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
110: 맵 저장부
120: 타이머
130: 모드전환 제어부
140: 카메라부
150: 자이로 센서부
160: GPS부
170: 변속부
180: 통신부

Claims (8)

  1. 도로상태와 지리정보를 포함한 네비게이션 맵을 저장하는 맵 저장부;
    GPS 위성신호에 의해 현재 위치를 연산하여 출력하는 GPS부;
    전방의 영상을 촬영하는 카메라부;
    차량의 기울기를 감지하는 자이로센서부;
    시간을 체크하는 타이머;
    상기 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하고, 비교결과 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 GPS부 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어하는 모드전환 제어부;
    상기 모드전환 제어부의 제어에 따라 변속을 하는 변속부를 포함하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하지 않는 경우 상기 자이로센서 및 카메라에 의해 연산된 도로상태에 기초한 제2 운전모드로 변속제어를 하는 것을 특징으로 하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모드전환 제어부는 제1 운전모드에서는 제1주기로 상기 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하여 변속제어를 하며, 제2 운전모드에서는 제1주기보다 짧은 제2 주기로 변속제어를 하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 장치.
  4. 모드전환 제어부가 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상을 수신하여 전방의 도로상태를 연산하는 단계;
    상기 모드전환 제어부가 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 네비게이션 맵의 도로상태를 읽어오는 단계;
    상기 모드전환 제어부가 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는지 판단하는 단계;
    상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하는 경우 상기 모드전환 제어부가 상기 GPS부 및 상기 네비게이션 맵에 기초하여 전방의 도로상태에 대응한 제1 운전모드로 주행하도록 제어하는 단계를 포함하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모드전환 제어부의 제어에 따라 변속부가 변속을 하는 단계를 더 포함하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모드전환 제어부는 상기 자이로 센서 및 카메라부에 의해 연산된 도로상태와 상기 네비게이션 맵에서 읽어온 도로상태가 일치하지 않는 경우 상기 자이로센서 및 카메라에 의해 연산된 도로상태에 기초한 제2 운전모드로 변속제어를 하는 단계를 더 포함하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모드전환 제어부는 제1 운전모드에서는 제1주기로 상기 자이로 센서및 카메라부에 의해 측정된 영상으로부터 전방의 도로상태를 연산하고, 상기 GPS부로부터 수신된 위치에 대응되는 상기 네비게이션 맵상의 도로상태를 읽어와 서로 비교하여 변속제어를 하며, 제2 운전모드에서는 제1주기보다 짧은 제2 주기로 변속제어를 하는 것을 특징으로 하는 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모드전환 제어부는 상기 제2 운전모드에서 상기 카메라부에 의해 연산된 도로상태로부터 날씨 또는 화재에 대응하여 변속 또는 가감속 제어를 하는 것을 전방영상 및 네비게이션 기반 운행 방법.
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