KR20150053073A - 차량 거리 검출 장치와 이를 수행하는 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템 - Google Patents

차량 거리 검출 장치와 이를 수행하는 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템 Download PDF

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KR20150053073A
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박태곤
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현대자동차주식회사
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Abstract

차량 거리 검출 방법과 이를 수행하는 차량 거리 검출 장치에 따르면, 차량의 전방 카메라에 의해 획득된 차량 전방 영상을 수신하고, 차량 전방 영상에서 차량의 주행 차선을 검출하고, 검출된 주행 차선에 기초하여 주행 차선의 소실점을 획득하고, 소실점의 위치에 기초하여 차량 전방 영상에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하고, 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출하고, 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출하고, 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 차량으로부터 전방 차량까지의 거리인 차량 거리를 추정할 수 있다.

Description

차량 거리 검출 장치와 이를 수행하는 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템 {Method, apparatus and system for detecting distance from preceding vehicle}
차량 거리 검출 장치와 이를 수행하는 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템에 관한 것이다.
최근, 자동차 업계에서는 첨단 주행 보조 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)에 많은 관심이 집중되고 있다. 첨단 주행 보조 시스템은 차량에 부착된 센서를 이용하여 주행 중에 발생하는 위험 상황을 미리 감지하여 대응함으로써, 운전자의 안전을 보장하고 운전자에 편의를 제공하는 시스템이다. 첨단 주행 보조 시스템의 예로는, 적응적 크루즈 제어(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템, 자동 긴급 제동(AEB: Autonomous Emergency Braking) 시스템, 전방 추돌 경고(FCW: Forward Collision Warning) 시스템 등이 있다.
이와 같은 첨단 주행 보조 시스템의 구현을 위해서는 운전자의 차량에서 전방 차량들까지의 차량 거리를 검출할 수 있는 기술이 요구된다. 즉, 주행 중 전방 차량들을 검출하고 전방 차량들까지의 차량 거리를 추정함으로써, 적응적 크루즈 제어 시스템의 정속 주행 기능이 제대로 수행할 수 있다. 또한, 전방 추돌 경고 시스템에서 전방 차량들의 근접으로 위한 위험을 운전자에게 미리 경보하거나 자동 긴급 제동 시스템에서 자동 긴급 제동을 통해 차량의 충돌을 예방할 수 있다.
첨단 주행 보조 시스템에서 시스템의 미작동과 오작동은 바로 차량의 사고로 직결되므로, 차량 거리를 오차 없이 정확히 검출할 수 있는 신뢰성 있는 차량 거리 검출 장치의 개발이 요구된다.
카메라를 기반으로 한 종래의 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템에서는 전방 차량과의 차량 거리가 가까울 경우, 전방 차량의 후면 전체가 전방 카메라의 시야에 들어오지 않아, 차량 검출이 불가능하다.
또한, 종래의 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템에서는 차량의 종류에 관계없이, 모든 차량이 동일한 차폭을 갖는 것으로 가정하므로, 차량 거리에서의 오차가 필연적으로 발생한다. 특히, 차량 거리가 가까울수록 오차가 더 큰 영향을 미친다.
따라서, 종래의 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템은 근거리에 위치한 전방 차량을 검출하지 못하거나 근거리에 위치한 차량에 관하여 정확한 차량 거리 정보를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
이에 따라, 본 개시의 다양한 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는 차량 거리를 오차 없이 정확히 검출할 수 있는 차량 거리 검출 방법, 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템을 제공하는 데 있다. 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치는 차량의 전방 카메라에 의해 획득된 차량 전방 영상에서 상기 차량의 주행 차선 및 상기 주행 차선의 소실점을 검출하는 차선 검출부; 상기 소실점의 위치에 기초하여 상기 차량 전방 영상에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부; 상기 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출하는 차량 영역 검출부; 상기 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 획득하는 번호판 검출부; 및 상기 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 상기 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 상기 차량으로부터 전방 차량까지의 거리인 차량 거리를 추정하는 거리 추정부;를 포함할 수 있다.
상기 관심 영역 설정부는 상기 차량 전방 영상에서 상기 제 1 관심 영역이 상기 제 2 관심 영역보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
또는, 상기 관심 영역 설정부는 상기 제 1 관심 영역은 전방 차량의 후면 전체가 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하고, 상기 제 2 관심 영역은 전방 차량의 후면 일부만 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
상기 거리 추정부는 상기 제 1 관심 영역에 포함된 전방 차량에 대해서는 상기 획득된 차량 영역에 기초하여 상기 차량 거리를 추정하고, 상기 제 2 관심 영역에 포함된 전방 차량에 대해서는 상기 획득된 번호판에 기초하여 상기 차량 거리를 추정할 수 있다.
상기 제 1 관심 영역은 상기 차량 전방 영상과 동일한 너비와 상기 차량 전방 영상의 높이의 1/4의 높이를 갖는 2 개의 직사각형을 상기 소실점을 수평으로 지나는 기준선을 중심으로 상, 하에 두고 합친 영역일 수 있다.
상기 제 2 관심 영역은 상기 차량 전방 영상에서 상기 소실점을 수평으로 지나는 기준선 아래의 직사각형에서 상기 차량 전방 영상과 동일한 너비와 상기 차량 전방 영상의 높이의 1/8의 높이를 갖는 2 개의 직사각형을 각각 위쪽과 아래쪽에서 뺀 영역일 수 있다.
나아가, 상기 번호판 검출부는 상기 검출된 번호판의 색상 또는 에지 형태에 기초하여 상기 번호판의 종류를 더 결정하고, 상기 거리 추정부는 상기 번호판의 종류에 따른 상기 번호판의 기준 너비에 기초하여 상기 번호판의 너비에 반비례하는 상기 차량 거리를 획득할 수 있다.
상기 거리 추정부는 상기 전방 카메라의 초점 거리 또는 화각을 이용하여 상기 차량 거리를 획득할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 차량 거리 검출 방법은 차량의 전방 카메라에 의해 획득된 차량 전방 영상을 수신하는 단계; 상기 차량 전방 영상에서 상기 차량의 주행 차선을 검출하는 단계; 상기 검출된 주행 차선에 기초하여 상기 주행 차선의 소실점을 획득하는 단계; 상기 소실점의 위치에 기초하여 상기 차량 전방 영상에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 단계; 상기 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출하는 단계; 상기 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출하는 단계; 및 상기 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 상기 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 상기 차량으로부터 전방 차량까지의 거리인 차량 거리를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 단계는 상기 차량 전방 영상에서 상기 제 1 관심 영역이 상기 제 2 관심 영역보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
또는, 상기 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 단계는 상기 제 1 관심 영역은 전방 차량의 후면 전체가 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하고, 상기 제 2 관심 영역은 전방 차량의 후면 일부만 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
나아가, 상기 번호판을 검출하는 단계는 상기 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 번호판의 색상 또는 에지 형태에 기초하여 상기 번호판의 종류를 결정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 차량 거리를 추정하는 단계는 상기 번호판의 종류에 따른 상기 번호판의 기준 너비에 기초하여 상기 번호판의 너비에 반비례하는 상기 차량 거리를 획득할 수 있다.
상기에 기재된 바에 의하면, 차량 거리 검출 장치는 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들의 위치에 따라 차량 영역 또는 번호판을 검출하여, 차량 거리를 추정함으로써, 차량 거리를 오차 없이 정확히 검출할 수 있는 신뢰성이 향상된 차량 거리 검출 방법, 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템을 제공할 수 있다. 이에 따라, 시스템의 미작동과 오작동으로 인한 사고의 발생을 줄일 수 있다.
도 1의 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치의 관심 영역 설정부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치의 거리 추정부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분이 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다.
또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
도 1의 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치 및 차량 거리 검출 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 차량 거리 검출 시스템(200)은 전방 카메라(210) 및 차량 거리 검출 장치(100)로 구성된다.
본 명세서에서는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예에 관련된 구성요소들만을 기술하기로 한다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
차량 거리 검출 시스템(200)은 차량의 주행 중에 전방 카메라(210)를 이용하여 차량 전방 영상(10)을 획득하고, 획득된 차량 전방 영상(10)에 기초하여 전방 차량들까지의 차량 거리를 추정한다. 차량 거리 검출 시스템(200)에서 추정된 차량 거리는 차량 제어 시스템, 첨단 주행 보조 시스템, 적응적 크루즈 제어 시스템, 자동 긴급 제동 시스템, 전방 추돌 경고 시스템 등에 출력되어, 차량의 속도를 제어하거나 긴급 제동하거나 또는 운전자에게 경고 신호를 출력하는 등과 같은 차량의 제어에 이용될 수 있다.
전방 카메라(210)는 차량 전방 영상(10)을 획득하고, 획득된 차량 전방 영상(10)을 차량 거리 검출 장치(100)에 출력한다. 전방 카메라(210)는 범퍼나 그릴 등 차량의 전면부에 장착되어 차체가 향하는 방향의 소정의 범위 내의 영상인 차량 전방 영상(10)을 획득한다. 차량 전방 영상(10)은 전방 차량들, 차선들, 장해물 등과 같은 차량의 전방에 위치한 차량의 주행에 영향을 줄 수 있는 대상들을 담고 있다. 전방 카메라(210)의 초점 거리나 화각, 해상도 등에 따라 획득되는 차량 전방 영상(10)은 조금씩 달라질 수 있다.
차량 거리 검출 장치(100)는 전방 카메라(210)에 의해 획득된 차량 전방 영상(10)을 수신하고, 차량 전방 영상(10)에 대한 다양한 영상 처리(image processing)를 수행한다. 차량 거리 검출 장치(100)는 차량 전방 영상(10)의 영상 처리를 통해 차량 전방 영상(10)에 포함된 전방 차량들을 검출하고, 전방 차량들까지의 차량 거리를 추정할 수 있다. 본 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치(100)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
차량 거리 검출 장치(100)는 차선 검출부(110), 관심 영역 설정부(120), 차량 영역 검출부(130), 번호판 검출부(140) 및 거리 추정부(150)로 구성된다. 일 실시예에 따라, 차량 거리 검출 장치(100)는 저장부(160)를 더 포함할 수 있다.
차선 검출부(110)는 차량의 전방 카메라(210)에 의해 획득된 차량 전방 영상(10)에서 차량의 주행 차선 및 주행 차선의 소실점을 검출한다. 주행 차선은 차량의 주행 방향과 일치하는 차선을 나타낸다. 차선 검출부(110)는 도로와 차선의 색상 정보, 형태 정보 또는 특징 정보 등을 이용하여 차량 전방 영상(10) 내 직선성분인 차선을 검출할 수 있다. 예를 들면, 차선 검출부(110)는 허프 변환(Hough Transform), 에지 검출 등의 연산과 색상 변환 등의 이미지 처리를 통하여 차선들을 검출할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 차선 검출부(110)는 다양한 차선 검출 알고리즘을 이용하여 차선들을 검출할 수 있다. 차선 검출부(110)는 차량 전방 영상(10)에서 검출된 차선들 중 차량 전방 영상(10)의 중심으로부터 좌우로 가장 가까이 존재하는 차선 성분을 차량의 주행 차선으로 결정할 수 있다.
소실점(vanishing point)은 물체의 원근감에 의해 물체의 연장선들을 그었을 때, 연장선들이 모이게 되는 하나의 점을 나타낸다. 차량 전방 영상(10)에서도 마찬가지로 주행 차선의 성분을 직선으로 이어가면 주행 차선은 하나의 소실점을 향하게 된다. 예를 들면, 차선 검출부(110)는 검출된 주행 차선을 기준으로 연장선들을 산출하고, 이들 연장선들의 교점을 이용하여 주행 차선의 소실점을 획득할 수 있다.
관심 영역 설정부(120)는 소실점의 위치에 기초하여 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정한다. 이때, 제 1 관심 영역은 차량들의 차량 영역 검출을 위해 설정된 영역이고, 제 2 관심 영역은 차량들의 번호판 검출을 위해 설정된 영역이다. 차량 거리 검출 장치(100)는 운전자 차량으로부터 상대적으로 원거리에 있는 차량들에 대해서는 차량 영역 검출을 통해 차량 거리를 추정하고, 운전자 차량으로부터 상대적으로 근거리에 있는 차량들에 대해서는 번호판 검출을 통해 차량 거리를 추정하려는 것이므로, 제 1 관심 영역은 운전자 차량으로부터 상대적으로 원거리에 있는 차량들을 포함하고, 제 2 관심 영역은 운전자 차량으로부터 상대적으로 근거리에 있는 차량들을 포함한다.
운전자 차량으로부터의 상대적인 차량 거리에 따라, 제 1 관심 영역과 제 2 관심 영역이 결정되어야 하므로, 관심 영역 설정부(120)는 차량 전방 영상(10)에서 소실점의 높이 정보를 이용하여 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관심 영역 설정부(120)는 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역이 제 2 관심 영역보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다. 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역은 차량 전방 영상(10)과 동일한 너비를 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 관심 영역 설정부(120)는 제 1 관심 영역은 전방 차량의 후면 전체가 차량 전방 영상(10)에 포함되는 전방 차량을 포함하고, 제 2 관심 영역은 전방 차량의 후면 일부만 차량 전방 영상(10)에 포함되는 전방 차량을 포함하도록 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
차량 영역 검출부(130)는 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출한다. 차량 영역은 차량 전방 영상(10)에서 차량이 존재하는 영역이다. 일반적으로, 차량의 차폭을 가로로, 차폭에 따른 높이를 세로로 갖는 직사각형 영역을 차량 영역으로 정의한다.
예를 들면, 차량 영역 검출부(130)는 차선 검출부(110)에서 검출된 차선들을 이용하여 제 1 관심 영역 내의 도로 영역을 추출한 후, 추출된 도로 영역 내에 차량들의 에지 정보를 이용하여 전방 차량이 존재하는 차량 영역을 추출할 수 있다. 차량 영역 검출부(130)는 에지 검출을 통해 획득된 차량들의 에지 영상에서 수평 성분 에지, 수직 성분 에지, 바닥선 에지 또는 그림자 정보 등과 같은 다양한 정보를 이용하여 차량 검출의 효율성을 높일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 차량 영역 검출부(130)는 다양한 차량 영역 검출 알고리즘을 이용하여 전방 차량들의 각 차량 영역을 검출할 수 있다.
번호판 검출부(140)는 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 획득한다. 예를 들면, 번호판 검출부(140)는 차선 검출부(110)에서 검출된 차선들을 이용하여 제 2 관심 영역 내의 도로 영역을 추출하고, 추출된 도로 영역에 블록 이진화, 색상 변환, 잡음 제거 등과 같은 이미지 처리를 수행한 후, 번호판의 색상 정보, 번호판의 에지 형태를 이용하여, 전방 차량들의 각 번호판을 추출할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 번호판 검출부(140)는 다양한 번호판 검출 알고리즘을 이용하여 전방 차량들의 번호판을 검출할 수 있다.
거리 추정부(150)는 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 차량 전방 영상(10)에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 차량 거리를 추정한다. 차량 거리는 차량으로부터 전방 차량까지의 거리를 나타낸다. 거리 추정부(150)는 전방 카메라(210)의 초점 거리 또는 화각을 이용하여 차량 거리를 획득할 수 있다.
거리 추정부(150)는 제 1 관심 영역에 포함된 전방 차량들에 대해서는 획득된 차량 영역에 기초하여 차량 거리를 추정하고, 제 2 관심 영역에 포함된 전방 차량들에 대해서는 획득된 번호판에 기초하여 차량 거리를 추정할 수 있다.
저장부(160)는 통상적인 저장매체로서 차선 검출, 소실점 검출, 차량 영역 검출 및 번호판 검출에 필요한 다양한 알고리즘들 및 파라미터들을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(160)는 소실점 획득, 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역 설정과 차량 거리 추정을 위한 연산식을 더 저장할 수 있다. 본 실시예에 따른 저장부(220)는 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬 메모리(Flash Memory), 메모리 카드(Memory Card) 및 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive, SDD)등으로 구현될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 실시예에 따른 차량 거리 검출 시스템(200) 및 차량 거리 검출 장치(100)는 운전자 차량으로부터 상대적으로 원거리에 있는 차량들에 대해서는 차량 영역 검출을 통해 차량 거리를 추정하고, 운전자 차량으로부터 상대적으로 근거리에 있는 차량들에 대해서는 번호판 검출을 통해 차량 거리를 추정함으로써, 차량 거리가 가까워 기존의 카메라 기반의 차량 영역 검출 기법으로 검출할 수 없었던 차량 거리를 검출할 수 있다. 또한, 차량 거리가 가까울수록 일률적인 차폭의 적용에 의한 차량 거리의 오차가 더 커지는데, 본 실시예에 따른 차량 거리 검출 시스템(200) 및 차량 거리 검출 장치(100)에서는 운전자 차량으로부터 상대적으로 근거리에 있는 차량들에 대해서는 번호판 검출을 통해서 차량 거리를 검출함으로써, 일률적인 차폭의 적용에 의한 차량 거리의 오차를 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치의 관심 영역 설정부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다. 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 에 도시된 차량 거리 검출 장치(100) 또는 차량 거리 검출 시스템(200)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 2에도 적용됨을 알 수 있다.
도 2의 (a)는 일 실시예에 따라 차량 전방 영상(10)에 설정된 제 1 관심 영역(20)을 나타낸다. 도 2의 (b)는 일 실시예에 따라 차량 전방 영상(10)에 설정된 제 2 관심 영역(30)을 나타낸다.
도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 차선 검출부(110)에 의해 검출된 주행 차선(11) 및 주행 차선(11)의 연장선들이 만나는 소실점(12)이 도시되어 있다. 관심 영역 설정부(120)는 소실점(12)의 위치에 기초하여 제 1 관심 영역(20) 및 제 2 관심 영역(30)을 설정한다. 이때, 제 1 관심 영역(20)은 차량들의 차량 영역 검출을 위해 설정된 영역이고, 제 2 관심 영역(30)은 차량들의 번호판 검출을 위해 설정된 영역이다.
관심 영역 설정부(120)는 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역(20)이 제 2 관심 영역(30)보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 제 1 관심 영역(20) 및 제 2 관심 영역(30)을 설정할 수 있다. 차량 전방 영상(10)은 운전자 차량을 기준으로 전방 차량들을 획득한 영상이므로, 차량 전방 영상(10)에서 더 위쪽에 위치하는 차량일수록 운전자 차량으로부터의 차량 거리가 더 멀다. 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 관심 영역(20)과 제 2 관심 영역(30)은 겹칠 수도 있으나, 제 1 관심 영역(20)은 제 2 관심 영역(30)보다 위쪽에 위치한다.
일 실시예에 따라, 관심 영역 설정부(120)는 차량 전방 영상(10)에서 소실점(12)의 높이 정보를 이용하여 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역(20) 및 제 2 관심 영역(30)을 설정할 수 있다. 본 실시예에서는, 소실점(12)을 수평으로 지나는 기준선(13)(reference line) 및 전체 차량 전방 영상(10)의 높이(H)에 기초하여 제 1 관심 영역(20)과 제 2 관심 영역(30)을 설정한다.
도 2의 (a)를 참조하면, 제 1 관심 영역(20)은 차량 전방 영상(10)과 동일한 너비와 차량 전방 영상(10)의 높이 H의 1/4인 높이인 높이 H/4를 갖는 2 개의 직사각형을 기준선(13)을 중심으로 상, 하에 두고 합친 영역이 될 수 있다.
예를 들면, 차량 전방 영상(10)이 1280×720 크기의 화면이면, 제 1 관심 영역(20)은 1280×180 크기의 2 개의 직사각형을 기준선(13)을 중심으로 상, 하로 합친 전체 1280×360 크기의 직사각형이 될 수 있다.
차량 영역 검출부(130)는 제 1 관심 영역(20)에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출한다. 이에 따라, 좌측 차량의 차량 영역(21)과 우측 차량의 차량 영역(22)이 검출될 수 있다. 거리 추정부(150)는 제 1 관심 영역(20)에 포함된 전방 차량들에 대해서는 획득된 차량 영역(21, 22)에 기초하여 차량 거리를 추정한다.
도 2의 (b)를 참조하면, 제 2 관심 영역(30)은 차량 전방 영상(10)에서 기준선(13) 아래의 직사각형에서 차량 전방 영상(10)과 동일한 너비와 차량 전방 영상(10)의 높이 H의 1/8의 높이인 높이 H/8를 갖는 2 개의 직사각형을 각각 위쪽과 아래쪽에서 뺀 영역이 될 수 있다.
번호판 검출부(140)는 제 2 관심 영역(30)에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출한다. 이에 따라, 가운데 차량의 번호판(31)이 검출될 수 있다. 거리 추정부(150)는 제 2 관심 영역(30)에 포함된 전방 차량에 대해서는 획득된 번호판(31)에 기초하여 차량 거리를 추정한다.
이상에서와 같이, 관심 영역 설정부(120)는 운전자 차량으로부터의 상대적인 차량 거리에 따라, 제 1 관심 영역(20)과 제 2 관심 영역(30)이 결정한다. 이에 따라, 차량 거리 검출 장치(100)는 운전자 차량으로부터 상대적으로 원거리에 있는 차량들에 대해서는 차량 영역 검출을 통해 차량 거리를 추정하고, 운전자 차량으로부터 상대적으로 근거리에 있는 차량들에 대해서는 번호판 검출을 통해 차량 거리를 추정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 장치의 거리 추정부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다. 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 2에 도시된 차량 거리 검출 장치(100) 또는 차량 거리 검출 시스템(200)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 3에도 적용됨을 알 수 있다.
도 3의 (a), (b), (c), (d)는 번호판 검출부(140)에 의해서 검출된 전방 차량의 번호판을 나타낸다. 번호판 검출부(140)는 검출된 번호판의 색상 또는 에지 형태에 기초하여 번호판의 종류를 더 결정한다. 거리 추정부(150)는 번호판의 종류에 따른 번호판의 기준 너비에 기초하여 번호판의 너비에 반비례하는 차량 거리를 획득한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 번호판 검출부(140)에 의해 검출된 도 3의 (a), (b), (c), (d)의 번호판이 모두 동일한 종류이고, 해당 번호판은 차량 거리 1 m에서 240 pixel의 기준 너비를 갖는다고 가정한다.
거리 추정부(150)는 검출된 번호판의 너비에 기초하여, 번호판의 너비에 반비례하는 차량 거리를 획득할 수 있다. 도 3의 (a)에서 검출된 차량의 번호판의 너비가 240 pixel을 갖는 경우, 거리 추정부(150)는 해당 차량은 운전자 차량으로부터 1 m 앞에 위치함을 산출할 수 있다. 도 3의 (b)에서 검출된 차량의 번호판의 너비가 160 pixel인 경우, 거리 추정부(150)는 획득된 번호판의 너비에 반비례하는 해당 차량의 차량 거리가 1.5 m 임을 산출할 수 있다. 도 3의 (c)에서 검출된 차량의 번호판의 너비가 133 pixel인 경우, 거리 추정부(150)는 240 pixel의 번호판의 기준 너비에 기초하여, 해당 차량이 1.8 m의 차량 거리를 갖는 것으로 추정할 수 있다. 도 3의 (d)에서 검출된 차량의 번호판의 너비가 80 pixel인 경우, 거리 추정부(150)는 해당 차량은 운전자 차량으로부터 3 m 전방에 위치하는 것으로 추정할 수 있다.
이와 같이, 거리 추정부(150)는 번호판 검출부(140)에서 검출된 번호판의 너비에 기초하여, 번호판의 너비에 반비례하는 전방 차량의 차량 거리를 추정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 거리 검출 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4에 도시된 흐름도는 도 1 내지 도 3에 도시된 차량 거리 검출 장치(100) 또는 차량 거리 검출 시스템(200)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 3에 도시된 차량 거리 검출 장치(100) 또는 차량 거리 검출 시스템(200)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 4에 도시된 흐름도에도 적용됨을 알 수 있다.
410 단계에서 차량 거리 검출 장치(100)는 차량의 전방 카메라(210)에 의해 획득된 차량 전방 영상(10)을 수신한다. 차량 전방 영상(10)은 전방 차량들, 차선들, 장해물 등과 같은 차량의 전방에 위치한 차량의 주행에 영향을 줄 수 있는 대상들을 담고 있다.
420 단계에서 차선 검출부(110)는 차량 전방 영상(10)에서 차량의 주행 차선을 검출한다. 주행 차선은 차량의 주행 방향과 일치하는 차선으로, 차선 검출부(110)는 다양한 차선 검출 알고리즘을 이용하여 주행 차선을 검출할 수 있다.
430 단계에서 차선 검출부(110)는 검출된 주행 차선에 기초하여 주행 차선의 소실점을 획득한다. 소실은 물체의 원근감에 의해 물체의 연장선들이 모이게 되는 하나의 점을 나타낸다. 차선 검출부(110)는 검출된 주행 차선을 기준으로 연장선들을 산출하고, 이들 연장선들의 교점을 이용하여 주행 차선의 소실점을 획득할 수 있다.
440 단계에서 관심 영역 설정부(120)는 소실점의 위치에 기초하여 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정한다. 이때, 제 1 관심 영역은 차량들의 차량 영역 검출을 위해 설정된 영역이고, 제 2 관심 영역은 차량들의 번호판 검출을 위해 설정된 영역이다.
일 실시예에 따르면, 관심 영역 설정부(120)는 차량 전방 영상(10)에서 제 1 관심 영역이 제 2 관심 영역보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 관심 영역 설정부(120)는 제 1 관심 영역은 전방 차량의 후면 전체가 차량 전방 영상(10)에 포함되는 전방 차량을 포함하고, 제 2 관심 영역은 전방 차량의 후면 일부만 차량 전방 영상(10)에 포함되는 전방 차량을 포함하도록 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정할 수 있다.
450 단계에서 차량 영역 검출부(130)는 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출한다. 차량 영역은 차량 전방 영상(10)에서 차량이 존재하는 영역이다. 차량 영역 검출부(130)는 다양한 차량 영역 검출 알고리즘을 이용하여 전방 차량들의 각 차량 영역을 검출할 수 있다.
460 단계에서 번호판 검출부(140)는 650 단계에서 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출한다. 번호판 검출부(140)는 다양한 번호판 검출 알고리즘을 이용하여 전방 차량들의 번호판을 검출할 수 있다.
470 단계에서 거리 추정부(150)는 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 차량으로부터 전방 차량까지의 거리인 차량 거리를 추정한다. 차량 거리는 차량으로부터 전방 차량까지의 거리를 나타낸다. 거리 추정부(150)는 전방 카메라(210)의 초점 거리 또는 화각을 이용하여 차량 거리를 획득할 수 있다.
이상에서와 같이, 차량 거리 검출 장치(100)는 제 1 관심 영역에 포함된 전방 차량들에 대해서는 획득된 차량 영역에 기초하여 차량 거리를 추정하고, 제 2 관심 영역에 포함된 전방 차량들에 대해서는 획득된 번호판에 기초하여 차량 거리를 추정한다. 본 실시예에 따라, 카메라 기반의 차량 거리 검출 장치(100)에서도 근거리에 있는 차량들의 차량 거리를 측정할 수 있으며, 차량 거리의 오차를 최소화하여 신뢰성이 향상된 차량 거리를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 원리들의 '일 실시예'와 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 발명의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형 예시들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 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. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
200 : 차량 검출 시스템
210 : 전방 카메라
10 : 차량 전방 영상
100 : 차량 거리 검출 장치
110 : 차선 검출부
120 : 관심 영역 설정부
130 : 차량 영역 검출부
140 : 번호판 검출부
150 : 거리 추정부
160 : 저장부

Claims (12)

  1. 차량 거리 검출 장치에 있어서,
    차량의 전방 카메라에 의해 획득된 차량 전방 영상에서 상기 차량의 주행 차선 및 상기 주행 차선의 소실점을 검출하는 차선 검출부;
    상기 소실점의 위치에 기초하여 상기 차량 전방 영상에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부;
    상기 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출하는 차량 영역 검출부;
    상기 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 획득하는 번호판 검출부; 및
    상기 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 상기 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 상기 차량으로부터 전방 차량까지의 거리인 차량 거리를 추정하는 거리 추정부;를 포함하는 차량 거리 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관심 영역 설정부는 상기 차량 전방 영상에서 상기 제 1 관심 영역이 상기 제 2 관심 영역보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관심 영역 설정부는 상기 제 1 관심 영역은 전방 차량의 후면 전체가 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하고, 상기 제 2 관심 영역은 전방 차량의 후면 일부만 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 추정부는 상기 제 1 관심 영역에 포함된 전방 차량에 대해서는 상기 획득된 차량 영역에 기초하여 상기 차량 거리를 추정하고, 상기 제 2 관심 영역에 포함된 전방 차량에 대해서는 상기 획득된 번호판에 기초하여 상기 차량 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 관심 영역은 상기 차량 전방 영상과 동일한 너비와 상기 차량 전방 영상의 높이의 1/4의 높이를 갖는 2 개의 직사각형을 상기 소실점을 수평으로 지나는 기준선을 중심으로 상, 하에 두고 합친 영역인 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 관심 영역은 상기 차량 전방 영상에서 상기 소실점을 수평으로 지나는 기준선 아래의 직사각형에서 상기 차량 전방 영상과 동일한 너비와 상기 차량 전방 영상의 높이의 1/8의 높이를 갖는 2 개의 직사각형을 각각 위쪽과 아래쪽에서 뺀 영역인 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 번호판 검출부는 상기 검출된 번호판의 색상 또는 에지 형태에 기초하여 상기 번호판의 종류를 더 결정하고,
    상기 거리 추정부는 상기 번호판의 종류에 따른 상기 번호판의 기준 너비에 기초하여 상기 번호판의 너비에 반비례하는 상기 차량 거리를 획득하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 추정부는 상기 전방 카메라의 초점 거리 또는 화각을 이용하여 상기 차량 거리를 획득하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 장치.
  9. 차량 거리 검출 방법에 있어서,
    차량의 전방 카메라에 의해 획득된 차량 전방 영상을 수신하는 단계;
    상기 차량 전방 영상에서 상기 차량의 주행 차선을 검출하는 단계;
    상기 검출된 주행 차선에 기초하여 상기 주행 차선의 소실점을 획득하는 단계;
    상기 소실점의 위치에 기초하여 상기 차량 전방 영상에서 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 단계;
    상기 제 1 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 차량 영역을 검출하는 단계;
    상기 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출하는 단계; 및
    상기 획득된 차량 영역 또는 번호판에 기초하여 상기 차량 전방 영상에 포함된 전방 차량들 각각에 대해서 상기 차량으로부터 전방 차량까지의 거리인 차량 거리를 추정하는 단계;를 포함하는 차량 거리 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 단계는 상기 차량 전방 영상에서 상기 제 1 관심 영역이 상기 제 2 관심 영역보다 더 큰 차량 거리를 갖는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 설정하는 단계는 상기 제 1 관심 영역은 전방 차량의 후면 전체가 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하고, 상기 제 2 관심 영역은 전방 차량의 후면 일부만 상기 차량 전방 영상에 포함되는 전방 차량을 포함하도록 상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 번호판을 검출하는 단계는
    상기 제 2 관심 영역에 포함된 각 전방 차량의 번호판을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 번호판의 색상 또는 에지 형태에 기초하여 상기 번호판의 종류를 결정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 차량 거리를 추정하는 단계는 상기 번호판의 종류에 따른 상기 번호판의 기준 너비에 기초하여 상기 번호판의 너비에 반비례하는 상기 차량 거리를 획득하는 것을 특징으로 하는 차량 거리 검출 방법.
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