KR20150124889A - Lane assignment method and system using multi-lane detection and lane change detection - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 설명은 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법 및 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 이용하여 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 기술에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method and system for recognizing a lane of a moving vehicle, and more particularly, to a method and system for recognizing a lane of a moving vehicle using a multi-lane detection technique and a lane change detection technique. The present invention relates to a technique for recognizing a user.
기존의 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 기술은 자동차에 구비된 GPS 시스템을 이용한다.The existing technology for recognizing the lane of the moving vehicle uses the GPS system provided in the vehicle.
따라서, 기존의 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 기술은 GPS 시스템과 인공 위성과의 연결 상태에 따라 영향을 많이 받는 단점이 있다.Therefore, there is a disadvantage that the technology of recognizing the lane of the existing traveling car is greatly influenced by the connection state between the GPS system and the satellite.
이에, 본 명세서는 GPS 시스템을 이용하는 대신에, 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서를 이용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 기술을 제안한다.Therefore, the present specification proposes a technique of recognizing a lane of a running vehicle by using a vision sensor installed in advance in a running vehicle instead of using a GPS system.
일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서를 이용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 기술을 제공한다.A method and system for recognizing a lane according to an embodiment provides a technique of recognizing a lane of a running vehicle by using a vision sensor installed in advance in a running vehicle.
특히, 일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 획득된 전방 이미지를 기초로 다중 차로 검출 기법을 적용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 기술을 제공한다.In particular, a method and system for recognizing a lane according to an embodiment provides a technique of determining a lane of a driving vehicle by applying a multi-lane detection technique based on a front image obtained from a vision sensor installed in advance in a running vehicle do.
또한, 일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 다중 차로 검출 기법을 적용하는 과정에서, 추정된 차로에 기초하여 업데이트되는 스코어 히스토그램을 이용함으로써, 잘못된 차로로 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 확률을 낮추는 기술을 제공한다.In addition, a method and system for recognizing a lane according to an embodiment determines a lane of a driving vehicle as a wrong lane by using a score histogram updated based on the estimated lane in the process of applying the multi lane detection technique Provides a technique to lower probability.
또한, 일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 차로 변경 감지 기법을 이용함으로써, 주행 중인 자동차가 차로를 변경하는 것을 고려하여 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 기술을 제공한다.In addition, a method and system for recognizing a lane according to an exemplary embodiment provides a technique for determining a lane of a running vehicle in consideration of changing a lane in a running vehicle by using a lane change detection technique.
일실시예에 따른 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 전방 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하기 위하여, 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법을 적용하는 단계; 상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 스코어 히스토그램에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a multi-lane detection and lane change detection based lane recognition method, comprising: obtaining a front image from a vision sensor installed in a running vehicle; Applying a multi-lane detection technique to estimate a lane of the driving vehicle based on the obtained front image; Updating the score histogram based on the estimated lane as a result of the application; And determining a lane of the running vehicle based on the updated score histogram.
상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 단계는 상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 선택적으로 적용하는 단계; 및 상기 판단 결과, 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 상기 스코어 히스토그램을 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.As a result of the application, updating the score histogram based on the estimated lane may include a lane change detection technique to determine whether the lane of the driving vehicle is changed based on the obtained front image Selectively applying; And initializing the score histogram when the lane of the driving vehicle is changed as a result of the determination.
상기 차로 변경 감지 기법을 선택적으로 적용하는 단계는 상기 획득된 전방 이미지에 대한 소실점, 상기 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서의 중심점 및 상기 추정된 차로와 관련된 임계값을 이용하여 계산되는 이탈값(departure value)이 프레임 단위로 변화됨을 기초로, 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step of selectively applying the lane change detection technique may include calculating a departure value calculated using a vanishing point for the obtained front image, a center point of a vision sensor installed in advance in the running vehicle, and a threshold value associated with the estimated lane, value is changed in units of frames, it may be determined whether or not the lane of the moving vehicle is changed.
상기 다중 차로 검출 기법을 적용하는 단계는 상기 획득된 전방 이미지를 탑 뷰(top-view) 이미지로 변환하는 단계; 상기 탑 뷰 이미지로부터 에지 검출을 수행하는 단계; 상기 에지 검출이 수행된 이미지를 기초로 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하기 위하여, 허프 변환(hough transform)을 수행하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the applying the multi-lane detection technique comprises: transforming the obtained front image into a top-view image; Performing edge detection from the top view image; Performing a hough transform to detect a set of at least one candidate lane based on the image on which the edge detection is performed; And estimating a lane of the running vehicle based on the set of the at least one candidate lane.
상기 허프 변환을 수행하는 단계는 상기 허프 변환이 수행된 이미지에서의 상기 주행 중인 자동차의 위치, 상기 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 폭 및 상기 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 개수에 기초하여, 상기 허프 변환이 수행된 이미지로부터 상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of performing the Hough transform may further include calculating a position of the driving vehicle in the image subjected to the Hough transform, a width of the lane in the image in which the Hough transform is performed, and a number of lanes in the image in which the Hough transform is performed And detecting the set of at least one candidate lane from the image on which the Huff transform is performed.
상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 단계는 상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트 별로 하나의 행을 구성하는 매트릭스를 형성하는 단계; 상기 매트릭스의 행 별로 상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램(gray level histogram) 사이의 차이값을 계산하여 합산하는 단계; 상기 합산 결과, 가장 작은 값을 갖는 적어도 하나의 후보 차로를 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 최종 차로로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 최종 차로에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein estimating the lane of the moving vehicle based on the set of at least one candidate lane comprises: forming a matrix comprising one row for each set of the at least one candidate lane; Calculating and summing a difference value between a gray level histogram for each of at least one candidate lane area defined by the set of at least one candidate lane for each row of the matrix; Determining at least one candidate lane having the smallest value as a final lane for estimating a lane of the running vehicle; And estimating the vehicle as a lane of the running vehicle based on the determined final lane.
상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 단계는 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정에서 결정된 최종 차로 각각을 구간으로 갖는 상기 스코어 히스토그램 상에서 상기 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적하는 단계를 포함하고, 상기 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 단계는 상기 업데이트된 스코어 히스토그램의 구간 중 가장 높은 출현도수를 갖는 구간에 대응하는 최종 차로를 상기 주행 중인 자동차의 차로로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.As a result of the application, updating the score histogram based on the estimated lane may include the appearance of a section corresponding to the estimated lane on the score histogram having each of the final lanes determined in the course of estimating the lane of the running vehicle Wherein the step of determining the lane of the running vehicle includes a step of calculating a final lane corresponding to a section having the highest frequency of occurrence of the updated score histogram as a lane of the running vehicle And a step of determining the number
상기 스코어 히스토그램 상에서 상기 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적하는 단계는 상기 출현도수가 축적된 구간이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 구간의 출현도수에 망각 인자(forgetting factor)를 곱하여 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the step of accumulating the number of occurrences of the section corresponding to the estimated lane on the score histogram includes a step of determining whether the number of occurrences is greater than a preset threshold value, ), And then initializing the multiplication result.
일실시예에 따른 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 전방 이미지를 획득하는 획득부; 상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하기 위하여, 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법을 적용하는 다중 차로 검출 기법 적용부; 상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 업데이트부; 및 상기 업데이트된 스코어 히스토그램에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 결정부를 포함한다.The multi-lane detection and lane change detection based lane recognition system according to an embodiment includes an acquiring unit for acquiring a forward image from a vision sensor previously installed in a running vehicle; A multi-lane detection technique applying a multi-lane detection technique to estimate a lane of the running vehicle based on the obtained front image; An update unit updating the score histogram based on the estimated lane as a result of the application; And a determination unit determining a lane of the running vehicle based on the updated score histogram.
상기 업데이트부는 상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 선택적으로 적용하는 차로 변경 감지 기법 적용부; 및 상기 판단 결과, 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 상기 스코어 히스토그램을 초기화하는 초기화부를 더 포함할 수 있다.Wherein the update unit applies a lane change detection technique selectively to a lane change detection technique to determine whether the lane of the driving vehicle is changed based on the obtained front image; And an initialization unit for initializing the score histogram when the lane of the driving vehicle is changed as a result of the determination.
일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서를 이용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 인식하는 기술을 제공할 수 있다.A method and system for recognizing a lane according to an embodiment can provide a technique of recognizing a lane of a running vehicle by using a vision sensor installed in advance in a running vehicle.
특히, 일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 획득된 전방 이미지를 기초로 다중 차로 검출 기법을 적용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 기술을 제공할 수 있다.In particular, a method and system for recognizing a lane according to an embodiment provides a technique of determining a lane of a driving vehicle by applying a multi-lane detection technique based on a front image obtained from a vision sensor installed in advance in a running vehicle can do.
또한, 일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 다중 차로 검출 기법을 적용하는 과정에서, 추정된 차로에 기초하여 업데이트되는 스코어 히스토그램을 이용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 잘못된 차로로 결정하는 확률을 낮추는 기술을 제공할 수 있다.In addition, the method and system for recognizing a lane according to an embodiment may determine a lane of a driving vehicle as a wrong lane by using a score histogram updated based on the estimated lane in the process of applying the multi lane detection technique It is possible to provide a technique of lowering the probability.
또한, 일실시예에 따른 차로를 인식하는 방법 및 시스템은 차로 변경 감지 기법을 이용함으로써, 주행 중인 자동차가 차로를 변경하는 것을 고려하여 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 기술을 제공할 수 있다.In addition, the method and system for recognizing a lane according to an embodiment can provide a technique of determining a lane of an on-going automobile in consideration of changing a lane on the road by using a lane change detection technique.
도 1은 일실시예에 따른 주행 중인 자동차의 차로를 인식하여 주행 중인 자동차의 위치 정보를 차로로 표현하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 다중 차로 검출 기법을 적용하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2를 참조하여 기재된 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하고, 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 차로 변경 감지 기법을 이용하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 차로 인식 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 도 6에 도시된 다중 차로 검출 기법을 적용하는 단계를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 일실시예에 따른 차로 인식 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a view for explaining a lane of a running vehicle according to an embodiment and expressing the position information of the running vehicle as a lane.
FIG. 2 is a diagram for explaining a process of applying a multi-track detection method according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining a process of estimating a lane of a running vehicle based on at least one set of candidate lanes described with reference to FIG. 2. FIG.
4 is a diagram for explaining a process of updating a score histogram based on an estimated lane according to an embodiment and determining a lane of a running vehicle.
FIG. 5 is a view for explaining a process of using a car change detection technique according to an embodiment.
6 is a flowchart showing a lane recognizing method according to an embodiment.
FIG. 7 is a flowchart specifically illustrating a step of applying the multi-lane detection technique shown in FIG.
8 is a block diagram illustrating a lane identification system in accordance with one embodiment.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in the drawings denote the same members.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.
도 1은 일실시예에 따른 주행 중인 자동차의 차로를 인식하여 주행 중인 자동차의 위치 정보를 차로로 표현하는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a lane of a running vehicle according to an embodiment and expressing the position information of the running vehicle as a lane.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 구비되어, 미리 설치된 비전 센서를 이용하여 주행 중인 자동차의 차로를 인식함으로써, 주행 중인 자동차의 위치 정보를 차로로 표현할 수 있다.Referring to FIG. 1, the car recognition system according to an exemplary embodiment of the present invention is provided in advance in a car in motion, and recognizes the car of the car in motion by using a pre-installed vision sensor. have.
예를 들어, (a) 경우, 차로 인식 시스템은 주행 중인 자동차(110)에 미리 설치된 비전 센서를 이용하여 자동차(110)가 제2 차로를 주행하는 것을 인식함으로써, 주행 중인 자동차(110)의 위치 정보를 제2 차로로 표현할 수 있다.For example, in the case of (a), the lane recognition system recognizes that the
마찬가지로, (b) 경우, 차로 인식 시스템은 주행 중인 자동차(120)에 미리 설치된 비전 센서를 이용하여 자동차(120)가 제3 차로를 주행하는 것을 인식함으로써, 주행 중인 자동차(120)의 위치 정보를 제3 차로로 표현할 수 있다.Likewise, in the case of (b), the lane recognition system recognizes that the
이하, 차로 인식 시스템은 후술되는 차로 인식 방법을 수행함으로써, 인식된 차로로 자동차의 위치 정보를 표현하기 때문에, ADAS(advanced driver assistance systems) 또는 무인 자동차 기술에서 활용될 수 있다.
Hereinafter, the lane identification system can be utilized in advanced driver assistance systems (ADAS) or unmanned vehicle technology because it expresses the position information of the vehicle by the recognized lane by performing the lane recognition method described later.
도 2는 일실시예에 따른 다중 차로 검출 기법을 적용하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for explaining a process of applying a multi-track detection method according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 우선, 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 전방 이미지(210)를 획득한다. 획득된 전방 이미지(210)를 기초로 다중 차로 검출 기법이 적용됨으로써, 주행 중인 자동차의 차로가 추정될 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 기재되는 일련의 과정들은 다중 차로 검출 기법에 포함되는 각 단계들을 의미한다.Referring to FIG. 2, the lane recognition system according to one embodiment first obtains a
그 다음, 차로 인식 시스템은 획득된 전방 이미지(210)를 탑 뷰(top-view) 이미지(220)로 변환한 후, 탑 뷰 이미지(220)로부터 에지 검출을 수행한다. 이 때, 차로 인식 시스템은 에지 검출을 수행하기 위해 소벨 오퍼레이터를 이용하지만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 다양한 필터를 이용할 수 있다.The car recognition system then converts the acquired
차로 인식 시스템은 에지 검출이 수행된 이미지(230)를 기초로 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하기 위하여, 허프 변환(hough transform)을 수행할 수 있다. 여기서, 차로 인식 시스템은 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서의 주행 중인 자동차의 위치, 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서의 차로의 폭 및 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서의 차로의 개수에 기초하여, 허프 변환이 수행된 이미지(240)로부터 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출할 수 있다.The lane recognition system may perform a hough transform to detect a set of at least one candidate lane based on the
예를 들어, 차로 인식 시스템은 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서 주행 주인 자동차의 위치를 기준으로 인접한 차선들을 선택할 수 있다. 이하, 주행 중인 자동차의 우측 선을 기준으로 하고, 인접한 차선들로 2개의 차선을 선택하는 것으로 설명하나, 선택되는 인접한 차선들의 개수 및 주행 중인 자동차의 우측 선 또는 좌측 선 중 어느 것을 기준으로 할 것인지는 제한되거나 한정되지 않는다. 차로 인식 시스템은 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서 주행 중인 자동차의 위치를 참고하여, 자동차의 우측 선을 기준 선인 으로 설정한 후, (a) 경우와 같이, 좌측의 2개 차선들을 및 로 각각 설정함으로써, 제1 후보 차선의 세트로 , 및 을 검출할 수 있다. 이 때, 는 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서의 차로의 폭을 의미한다. 또한, 차로 인식 시스템은 허프 변환이 수행된 이미지(240)에서 주행 중인 자동차의 위치를 참고하여, 자동차의 우측 선을 기준 선인 으로 설정한 후, (b) 경우와 같이, 좌우측의 1개씩 차선-총 2개의 차선들-을 및 로 각각 설정함으로써, 제2 후보 차선의 세트로, , 및 을 검출할 수 있다.For example, the lane recognizing system may select adjacent lanes based on the location of the driving vehicle in the
이와 같이 검출된 적어도 하나의 후보 차선의 세트(제1 후보 차선의 세트 및 제2 후보 차선의 세트)에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로가 추정될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 기재하기로 한다.
The lane of the vehicle under running can be estimated based on the set of at least one candidate lane thus detected (the set of the first candidate lane and the set of the second candidate lane). A detailed description thereof will be described with reference to Fig.
도 3은 도 2를 참조하여 기재된 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining a process of estimating a lane of a running vehicle based on at least one set of candidate lanes described with reference to FIG. 2. FIG.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 검출된 적어도 하나의 후보 차선의 세트(제1 후보 차선의 세트 및 제2 후보 차선의 세트)에 기초하여, 주행 중인 자동차의 차로를 추정할 수 있다.3, the lane recognition system according to one embodiment is based on a set of at least one candidate lane (a set of first candidate lanes and a set of second candidate lanes) detected as described with reference to Fig. 2 , It is possible to estimate the lane of the moving vehicle.
구체적으로, 차로 인식 시스템은 (a) 경우의 제1 후보 차선의 세트로 1행을 구성하고, (b) 경우의 제2 후보 차선의 세트로 2행을 구성하는 매트릭스-적어도 하나의 후보 차선의 세트 별로 하나의 행을 구성함-을 형성할 수 있다.Specifically, the lane-recognition system comprises a matrix constituting two rows with a set of first candidate lanes in the case (b) and a second set of candidates in the case (b), and a matrix of at least one candidate lane And one row per set.
예를 들어, 차로 인식 시스템은 수학식 1과 같이, 매트릭스 P의 1행을 제1 후보 차선의 세트인 , 및 로 구성하고, 2행을 제2 후보 차선의 세트인 , 및 로 구성할 수 있다.
For example, the lane recognizing system may be configured to calculate one row of the matrix P as a first set of candidate lanes , And And the second row is constituted by a set of the second candidate lanes , And .
<수학식 1>&Quot; (1) "
여기서, 차선들 사이의 차로들은 각각 동일한 모양 및 색상을 갖기 때문에, 차로들 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램(gray level histogram)은 유사한 성질을 가질 수 있다. 따라서, 차로 인식 시스템은 (a) 경우 및 (b) 경우의 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램을 서로 비교함으로써, 적어도 하나의 후보 차로 중 최종 차로를 결정할 수 있다. 예를 들어, 차로 인식 시스템은 (a) 경우 및 (b) 경우의 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역인 제1 영역(310), 제2 영역(320) 및 제3 영역(330) 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램(311, 321, 331)를 서로 비교함으로써, 서로 유사한 제2 영역(320) 및 제3 영역(330)을 최종 차로로 결정할 수 있다.Here, since lanes between lanes have the same shape and color, respectively, a gray level histogram for each lane can have similar properties. Thus, the lane recognition system may compare the gray-level histograms for each of the regions of at least one candidate lane defined by the set of at least one candidate lane of cases (a) and (b) The final lane can be determined. For example, the lane recognition system may include a
이와 같은 최종 차로를 결정하는 과정을 수식으로 계산하는 과정은 차로 인식 시스템이 매트릭스의 행 별로 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램 사이의 차이값을 계산하여 합산한 후, 합산 결과를 비교하여, 합산 결과, 가장 작은 값을 갖는 적어도 하나의 후보 차로를 최종 차로로 결정함으로 수행될 수 있다.The process of calculating such a final lane deciding process may include a step of calculating a difference value between gray level histograms for each of at least one candidate lane area in which the recognition system is defined as a set of at least one candidate lane for each row of the matrix And then summing the results of the summation and determining at least one candidate lane having the smallest value as the final lane.
구체적으로, 차로 인식 시스템은 매트릭스의 행 별로, 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램 사이의 차이값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 차로 인식 시스템은 매트릭스의 1행에 대해, 제1 후보 차선의 세트의 첫 번째 차선인 첫 번째 행렬 요소와 제1 후보 차선의 세트의 두 번째 차선인 두 번째 행렬 요소로 정의되는 첫 번째 차로에 대한 그레이 레벨 히스토그램 및 제1 후보 차선의 세트의 두 번째 차선인 두 번째 행렬 요소와 제1 후보 차선의 세트의 세 번째 차선인 세 번째 행렬 요소로 정의되는 두 번째 차로에 대한 그레이 레벨 히스토그램 사이의 차이값 을 수학식 2와 같이 계산할 수 있다.
Specifically, the lane recognition system may calculate the difference value between the gray-level histograms for each of the regions of at least one candidate lane defined by the set of at least one candidate lane, for each row of the matrix. For example, the lane recognition system may determine, for one row of the matrix, the first matrix element that is the first lane of the first set of candidate lanes and the first matrix element that is the second lane of the second lane of the set of first candidate lanes Gray level histogram for the lth lane And a gray level histogram for a second lane defined by a second matrix element of a second set of first candidate lanes and a third matrix element of a third set of first candidate lanes Difference value between Can be calculated as shown in Equation (2).
<수학식 2>&Quot; (2) "
매트릭스의 각 행 별로 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램 사이의 차이값이 계산되면, 수학식 3과 같이 합산되어 합산 결과 값인 이 획득될 수 있다.
When the difference value between gray level histograms for each of at least one candidate lane defined by a set of at least one candidate lane for each row of the matrix is calculated, it is summed as shown in Equation (3) Can be obtained.
<수학식 3>&Quot; (3) "
여기서, 는 매트릭스의 i행을 구성하는 적어도 하나의 후보 차선의 세트인 행렬 요소들로 정의되는 i행의 후보 차로의 영역 각각의 그레이 레벨 히스토그램의 세트를 의미하고, N은 후보 차로의 영역의 개수를 의미하며, 는 i행의 j번째 후보 차로의 영역에 대한 그레이 레벨 히스토그램을 의미한다.here, Means a set of gray-level histograms of each of the candidate lane areas of i rows defined by matrix elements that are a set of at least one candidate lane constituting i rows of the matrix, and N denotes the number of regions in the candidate lanes In addition, Denotes a gray-level histogram for the area of the jth candidate lane of the i-th row.
따라서, 차로 인식 시스템은 매트릭스의 행 별 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로 중 합산 결과, 가장 작은 값을 갖는 적어도 하나의 후보 차로를 최종 차로로 결정함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 추정할 수 있다. 예를 들어, 차로 인식 시스템은 매트릭스의 각 행 별로 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램 사이의 차이값이 계산되어 합산된 가 가장 작은 행을 구성하는 적어도 하나의 차선 후보 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로를 수학식 4와 같이 최종 차로 로 결정할 수 있다.
Thus, the lane identification system determines at least one candidate lane having the smallest value as a result of summing out at least one candidate lane defined by at least one candidate lane set for each row of the matrix, The lane can be estimated. For example, the lane recognition system may calculate a difference value between gray level histograms for each of at least one candidate lane defined as a set of at least one candidate lane for each row of the matrix, At least one candidate lane defined by at least one lane candidate set constituting the smallest row is obtained as a final lane .
<수학식 4>&Quot; (4) "
위에서 상술된 (a) 경우 및 (b) 경우를 고려하면, 차로 인식 시스템은 매트릭스 P의 2행을 구성하는 제2 후보 차선의 세트인 , 및 로 정의되는 제2 영역(320) 및 제3 영역(330)이 합산 결과 가장 작은 값을 갖기 때문에, 최종 차로를 (b) 경우와 같이, 제2 영역(320) 및 제3 영역(330)으로 결정할 수 있다.Considering the cases (a) and (b) described above, the lane recognition system is a set of second candidate lanes constituting two rows of the matrix P , And The
결국, 차로 인식 시스템은 결정된 최종 차로 및 허프 변환이 수행된 이미지에서의 주행 중인 자동차의 위치를 기초로, 주행 중인 자동차의 차로를 추정할 수 있다. 예를 들어, 차로 인식 시스템은 위에서 상술된 바와 같이, 주행 중인 자동차의 도로가 2차로 도로임을 결정할 수 있고, 주행 중인 자동차의 도로가 2차로 도로인 것을 기초로 허프 변환이 수행된 이미지에서의 주행 중인 자동차의 위치를 참고하여 주행 중인 자동차의 차로는 1차로임을 추정할 수 있다.
As a result, the lane recognizing system can estimate the lane of the vehicle under driving based on the determined final lane and the position of the lane marker in the image in which the Hough transform is performed. For example, the car recognition system can determine that the road of the vehicle underway is a second-degree road, as described above, and that the driving of the image in the Hough transform based on the second- It can be estimated that the car of the moving vehicle is the primary car.
도 4는 일실시예에 따른 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하고, 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a process of updating a score histogram based on an estimated lane according to an embodiment and determining a lane of a running vehicle.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정에서 결정된 최종 차로 각각을 구간으로 갖는 스코어 히스토그램(410) 상에서 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 수학식 5와 같이 축적함으로써, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램(410)을 업데이트할 수 있다.
Referring to FIG. 4, the lane identification system according to an embodiment of the present invention estimates the lane difference of the driving lane of the moving vehicle, which is estimated on the
<수학식 5>
Equation (5)
여기서, 는 추정된 차로를 의미하고, 는 추정된 차로에 해당하는 구간을 의미한다.here, Is an estimated lane, Means the section corresponding to the estimated lane.
예를 들어, 위에서 상술된 바와 같이 최종 차로가 2차로 도로인 것으로 결정되고, 주행 중인 자동차의 차로가 1차로로 추정된 경우, 차로 인식 시스템은 1차로 구간(420) 및 2차로 구간(430)을 갖는 스코어 히스토그램(410) 상에서 1차로 구간(420)에 출현도수를 1만큼 축적할 수 있다.For example, if it is determined that the last lane is a second lane and the lane of the first lane is the first lane, then the lane recognition system may include a first lane 420 and a second lane 430, The number of occurrences can be accumulated in the first interval 420 on the
따라서, 차로 인식 시스템은 업데이트된 스코어 히스토그램(410)의 구간 중 가장 높은 출현도수를 갖는 구간에 대응하는 최종 차로를 주행 중인 자동차의 차로로 결정할 수 있다.Therefore, the lane recognizing system can determine the last lane corresponding to the section having the highest appearance frequency of the section of the updated
예를 들어, 위에서 상술된 최종 차로를 결정하고, 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정이 일정 주기 단위 또는 프레임 단위로 수행됨으로써, 1차로 구간(420) 및 2차로 구간(430) 중 가장 높은 출현도수를 갖는 구간이 1차로 구간(420)인 경우, 차로 인식 시스템은 1차로 구간(420)에 대응하는 1차로를 주행 중인 자동차의 차로로 결정할 수 있다.For example, the process of determining the final lane described above and estimating the lane of the moving vehicle is performed in a unit of a predetermined period or frame, so that the highest occurrence of the first period 420 and the second lane period 430 In the case where the interval having the frequency is the first interval 420, the lane recognition system can determine the first lane corresponding to the first interval 420 as the lane of the running vehicle.
이와 같이, 차로 인식 시스템은 추정된 차로에 기초하여 업데이트되는 스코어 히스토그램(410)을 이용함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 잘못된 차로로 결정하는 확률을 낮출 수 있다.Thus, by using the
또한, 차로 인식 시스템은 스코어 히스토그램에서 특정 구간으로만 값이 축적되는 것을 방지하기 위하여, 출현도수가 축적된 구간이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 수학식 6과 같이 구간의 출현도수에 망각 인자(forgetting factor)를 곱하여 초기화할 수 있다.
Also, in order to prevent accumulation of values only in a specific section in the score histogram, the lane recognition system may be configured such that when the accumulated interval exceeds a preset threshold value, It can be initialized by multiplying by a forgetting factor.
<수학식 6>&Quot; (6) "
여기서, 는 미리 설정된 임계값을 초과하는 출현도수가 축적된 구간을 의미하고, 는 망각 인자를 의미하며, N은 최종 차로의 개수를 의미한다.
here, Means a period in which the number of occurrences exceeding a predetermined threshold value is accumulated, Denotes the forgetting factor, and N denotes the number of the final lane.
도 5는 일실시예에 따른 차로 변경 감지 기법을 이용하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining a process of using a car change detection technique according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 차로 변경 감지 기법을 이용함으로써, 주행 중인 자동차가 차로를 변경하는 것을 고려하여 주행 중인 자동차의 차로를 결정할 수 있다.Referring to FIG. 5, the lane recognition system according to an embodiment can determine a lane of a running vehicle by considering a lane change by using a lane change detection technique.
특히, 차로 인식 시스템은 도 4를 참조하여 기재된 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 과정에서, 획득된 전방 이미지를 기초로 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지 기법을 선택적으로 적용할 수 있다.In particular, in the course of updating the score histogram based on the estimated lane described with reference to Fig. 4, the lane recognizing system determines whether the lane of the driving vehicle is changed based on the obtained front image, Technique can be selectively applied.
예를 들어, 차로 인식 시스템은 획득된 전방 이미지에 대한 소실점, 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서의 중심점 및 추정된 차로와 관련된 임계값을 이용하여 계산되는 이탈값(departure value)이 프레임 단위로 변화됨을 기초로, 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단할 수 있다.For example, the lane recognition system changes the departure value calculated by using the vanishing point of the obtained front image, the center point of the vision sensor pre-installed in the running vehicle, and the threshold value associated with the estimated lane, It is possible to judge whether or not the lane of the moving vehicle is changed.
더욱 구체적인 예를 들면, 차로 인식 시스템은 수학식 7과 같이 이탈값 를 먼저 계산할 수 있다.
More specifically, for example, the lane recognition system calculates the deviation value Can be calculated first.
<수학식 7>&Quot; (7) "
여기서, 이탈값 는 1이면 주행 중인 자동차가 우측 차로로 이동한 것을 의미하고, 2이면 좌측 차로로 이동한 것을 의미하며, 0이면 차로가 변경되지 않은 것을 의미한다. 또한, 는 획득된 전방 이미지에 대한 소실점을 의미하고, 는 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서의 중심점을 의미하며, 는 추정된 차로와 관련된 임계값을 의미한다.Here, 1 means that the vehicle under travel has moved to the right lane, 2 means that the vehicle has moved to the left lane, and 0 means that the lane has not been changed. Also, Represents the vanishing point of the acquired front image, Means the center point of the vision sensor pre-installed in the running vehicle, Means a threshold associated with the estimated lane.
이와 같이 계산된 이탈값을 이용하여, 차로 인식 시스템은 수학식 8과 같이 이탈값이 프레임 단위로 변화되는지 여부를 판단함으로써, 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단할 수 있다.
By using the departure value thus calculated, the lane recognition system can determine whether the lane of the driving vehicle is changed by determining whether the departure value is changed frame by frame as in Equation (8).
<수학식 8>&Quot; (8) "
여기서, 는 차로 변경 이벤트 값을 의미하고, 는 i번째 프레임에서 이탈값을 의미한다. 따라서, 차로 변경 이벤트 값 가 1이면 주행 중인 자동차가 우측 차로로 이동한 것을 의미하고, 2이면 좌측 차로로 이동한 것을 의미하며, 0이면 차로가 변경되지 않은 것을 의미한다. 즉, 제1 프레임에서의 이탈값이 1이고, 제2 프레임(제1 프레임 이후의 프레임)에서의 이탈값이 2인 경우, 주행 중인 자동차는 우측 차로로 이동한 것을 의미하고, 제1 프레임에서의 이탈값이 2이고, 제2 프레임에서의 이탈값이 1인 경우, 주행 중인 자동차는 좌측 차로로 이동한 것을 의미하며, 제1 프레임에서의 이탈값 및 제2 프레임에서의 이탈값의 변화가 없는 경우, 차로가 변경되지 않은 것을 의미한다.here, Lt; / RTI >< RTI ID = 0.0 > Denotes an escape value in the i-th frame. Therefore, Is 1 means that the vehicle being driven has moved to the right lane, 2 means that the vehicle has moved to the left lane, and 0 means that the lane has not been changed. That is, when the departure value in the first frame is 1 and the departure value in the second frame (frame after the first frame) is 2, it means that the vehicle under travel has moved to the right lane, When the departure value of the first frame is 2 and the departure value of the second frame is 1, it means that the vehicle under travel has moved to the left lane, and the change of the departure value in the first frame and the departure value in the second frame If not, it means that the lane has not been changed.
예를 들어, 차로 인식 시스템은 (a) 경우와 같이 자동차(510)가 제1 프레임에서 이탈값이 1이고, 제2 프레임에서 이탈값이 2인 경우, 주행 중인 자동차가 우측 차로로 이동하는 것으로 판단할 수 있고, (b) 경우와 같이 자동차(520)가 제1 프레임에서 이탈값이 2이고, 제1 프레임에서 이탈값이 1인 경우, 주행 중인 자동차가 좌측 차로로 이동한 것으로 판단할 수 있다.For example, if the
이와 같은 과정을 거쳐, 판단 결과, 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 차로 인식 시스템은 히스토그램을 초기화할 수 있다. 따라서, 차로 인식 시스템은 초기화 이후 업데이트되는 스코어 히스토그램에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 결정할 수 있다.
As a result of the determination, if the lane of the moving vehicle is changed, the lane recognition system can initialize the histogram. Thus, the lane recognizing system can determine the lane of the driving vehicle based on the score histogram updated after initialization.
도 6은 일실시예에 따른 차로 인식 방법을 나타낸 플로우 차트이다.6 is a flowchart showing a lane recognizing method according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 방법은 차로 인식 시스템에 의해 수행된다.Referring to FIG. 6, a lane recognition method according to an embodiment is performed by a lane recognition system.
우선, 차로 인식 시스템은 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 전방 이미지를 획득한다(610).First, the lane recognition system obtains a front image from a vision sensor installed in a running vehicle (610).
그 다음, 차로 인식 시스템은 획득된 전방 이미지를 기초로 주행 중인 자동차의 차로를 추정하기 위하여, 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법을 적용한다(620). 이에 대한 상세한 설명은 도 7을 참조하여 기재하기로 한다.Next, the car recognition system applies a multi-lane detection method (620) in order to estimate the lane of the moving vehicle based on the obtained front image. A detailed description thereof will be described with reference to FIG.
그 다음, 차로 인식 시스템은 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트한다(630). 예를 들어, 차로 인식 시스템은 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정에서 결정된 최종 차로 각각을 구간으로 갖는 스코어 히스토그램 상에서 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적함으로써, 스코어 히스토그램을 업데이트할 수 있다. 이 때, 차로 인식 시스템은 스코어 히스토그램 상에서 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적하는 과정에서, 출현도수가 축적된 구간이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 구간의 출현도수에 망각 인자(forgetting factor)를 곱하여 초기화할 수도 있다.The car recognition system then updates (630) the score histogram based on the estimated lanes as a result of application. For example, the lane recognizing system can update the score histogram by accumulating the number of occurrences of the section corresponding to the lane estimated on the score histogram having each of the final lanes determined in the process of estimating the lane of the moving vehicle have. In this case, when the lane recognition system accumulates the number of occurrences of the section corresponding to the lane estimated on the score histogram, if the accumulated section exceeds the predetermined threshold value, the number of occurrences of the section is forgotten It can also be initialized by multiplying by a forgetting factor.
별도의 도면으로 도시되지는 않았지만, 차로 인식 시스템은 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 과정(630)에서, 획득된 전방 이미지를 기초로 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 선택적으로 적용한 후, 판단 결과, 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 스코어 히스토그램을 초기화할 수 있다. 이 때, 차로 인식 시스템은 획득된 전방 이미지에 대한 소실점, 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서의 중심점 및 추정된 차로와 관련된 임계값을 이용하여 계산되는 이탈값(departure value)이 프레임 단위로 변화됨을 기초로, 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단함으로써, 차로 변경 감지 기법을 선택적으로 적용할 수 있다.Although not shown in a separate drawing, the lane recognition system determines whether or not the lane of the driving vehicle is changed based on the acquired front image in the
그 후, 차로 인식 시스템은 업데이트된 스코어 히스토그램에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 결정한다(640). 예를 들어, 차로 인식 시스템은 업데이트된 스코어 히스토그램의 구간 중 가장 높은 출현도수를 갖는 구간에 대응하는 최종 차로를 주행 중인 자동차의 차로로 결정함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 결정할 수 있다.
The car recognition system then determines 640 the lane of the on-going vehicle based on the updated score histogram. For example, the lane recognizing system can determine the lane of the on-going vehicle by determining the final lane corresponding to the section having the highest number of occurrences of the section of the updated score histogram as the lane of the running vehicle.
도 7은 도 6에 도시된 다중 차로 검출 기법을 적용하는 단계를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.FIG. 7 is a flowchart specifically illustrating a step of applying the multi-lane detection technique shown in FIG.
도 7을 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 다음과 같은 과정을 통하여 다중 차로 검출 기법을 적용할 수 있다.Referring to FIG. 7, the lane recognition system according to the embodiment can apply the multi-lane detection method through the following process.
우선, 차로 인식 시스템은 획득된 전방 이미지를 탑 뷰(top-view) 이미지로 변환할 수 있다(710).First, the car recognition system can convert the acquired front image into a top-view image (710).
이어서, 차로 인식 시스템은 탑 뷰 이미지로부터 에지 검출을 수행할 수 있다(720).The car recognition system may then perform edge detection from the top view image (720).
그 다음, 차로 인식 시스템은 에지 검출이 수행된 이미지를 기초로 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하기 위하여, 허프 변환(hough transform)을 수행할 수 있다(730). 이 때, 차로 인식 시스템은 허프 변환이 수행된 이미지에서의 주행 중인 자동차의 위치, 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 폭 및 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 개수에 기초하여, 허프 변환이 수행된 이미지로부터 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출할 수 있다.The car recognition system may then perform a hough transform (730) to detect a set of at least one candidate lane based on the image on which the edge detection is performed. At this time, the lane recognizing system performs a Hough transform based on the position of the running vehicle in the image in which the Hough transform is performed, the width of the lane in the image in which the Hough transform is performed, and the number of lanes in the image in which the Hough transform is performed. And detect at least one set of candidate lanes from the performed image.
그 후, 차로 인식 시스템은 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 추정할 수 있다. 구체적으로, 차로 인식 시스템은 적어도 하나의 후보 차선의 세트 별로 하나의 행을 구성하는 매트릭스를 형성할 수 있다(740). 또한, 차로 인식 시스템은 매트릭스의 행 별로 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램(gray level histogram) 사이의 차이값을 계산하여 합산할 수 있다(750). 따라서, 차로 인식 시스템은 합산 결과, 가장 작은 값을 갖는 적어도 하나의 후보 차로를 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 최종 차로로 결정한 후(760), 결정된 최종 차로에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로로 추정할 수 있다(770).
The car recognition system can then estimate the lane of the moving vehicle based on the set of at least one candidate lane. Specifically, the lane recognition system may form 740 a matrix of one row for each set of at least one candidate lane. The lane recognition system may also compute and add the difference value between the gray level histograms for each of the at least one candidate lane area defined as a set of at least one candidate lane for each row of the matrix 750). Accordingly, the lane recognition system determines at least one candidate lane having the smallest value as the sum result as the final lane for estimating the lane of the moving vehicle (760), and then, based on the determined final lane, (770).
도 8은 일실시예에 따른 차로 인식 시스템을 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a lane identification system in accordance with one embodiment.
도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 차로 인식 시스템은 획득부(810), 다중 차로 검출 기법 적용부(820), 업데이트부(830) 및 결정부(840)를 포함한다.8, a lane recognition system according to an exemplary embodiment includes an
획득부(810)는 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서로부터 전방 이미지를 획득한다.The acquiring
다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 획득된 전방 이미지를 기초로 주행 중인 자동차의 차로를 추정하기 위하여, 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법을 적용한다.The multi-lane detection
구체적으로 다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 획득된 전방 이미지를 탑 뷰(top-view) 이미지로 변환한 후, 탑 뷰 이미지로부터 에지 검출을 수행할 수 있다.Specifically, the multi-lane detection
또한, 다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 에지 검출이 수행된 이미지를 기초로 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하기 위하여, 허프 변환(hough transform)을 수행할 수 있다. 이 때, 다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 허프 변환이 수행된 이미지에서의 주행 중인 자동차의 위치, 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 폭 및 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 개수에 기초하여, 허프 변환이 수행된 이미지로부터 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출할 수 있다.In addition, the multi-lane detection
따라서, 다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 추정할 수 있다. 예를 들어, 다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 적어도 하나의 후보 차선의 세트 별로 하나의 행을 구성하는 매트릭스를 형성한 후, 매트릭스의 행 별로 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램(gray level histogram) 사이의 차이값을 계산하여 합산할 수 있다. 다중 차로 검출 기법 적용부(820)는 합산 결과, 가장 작은 값을 갖는 적어도 하나의 후보 차로를 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 최종 차로로 결정한 후, 결정된 최종 차로에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로로 추정할 수 있다.Accordingly, the multi-lane detection
업데이트부(830)는 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트한다. 예를 들어, 업데이트부(830)는 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정에서 결정된 최종 차로 각각을 구간으로 갖는 스코어 히스토그램 상에서 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적함으로써, 스코어 히스토그램을 업데이트할 수 있다. 이 때, 업데이트부(830)는 스코어 히스토그램 상에서 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적하는 과정에서, 출현도수가 축적된 구간이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 구간의 출현도수에 망각 인자(forgetting factor)를 곱하여 초기화할 수도 있다.The
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 업데이트부(830)는 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 과정에서, 획득된 전방 이미지를 기초로 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 선택적으로 적용하는 차로 변경 감지 기법 적용부 및 판단 결과, 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 스코어 히스토그램을 초기화하는 초기화부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 차로 변경 감지 기법 적용부는 획득된 전방 이미지에 대한 소실점, 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서의 중심점 및 추정된 차로와 관련된 임계값을 이용하여 계산되는 이탈값(departure value)이 프레임 단위로 변화됨을 기초로, 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단함으로써, 차로 변경 감지 기법을 선택적으로 적용할 수 있다.Also, although not shown in the drawing, the
결정부(840)는 업데이트된 스코어 히스토그램에 기초하여 주행 중인 자동차의 차로를 결정한다. 예를 들어, 결정부(840)는 업데이트된 스코어 히스토그램의 구간 중 가장 높은 출현도수를 갖는 구간에 대응하는 최종 차로를 주행 중인 자동차의 차로로 결정함으로써, 주행 중인 자동차의 차로를 결정할 수 있다.
The
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하기 위하여, 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법을 적용하는 단계;
상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 단계; 및
상기 업데이트된 스코어 히스토그램에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 단계
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.Obtaining a front image from a vision sensor installed in advance in a running vehicle;
Applying a multi-lane detection technique to estimate a lane of the driving vehicle based on the obtained front image;
Updating the score histogram based on the estimated lane as a result of the application; And
Determining a lane of the running vehicle based on the updated score histogram
And a lane change detection based lane recognition method.
상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 단계는
상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 선택적으로 적용하는 단계; 및
상기 판단 결과, 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 상기 스코어 히스토그램을 초기화하는 단계
를 더 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.The method according to claim 1,
As a result of the application, updating the score histogram based on the estimated lane
Selectively applying a lane change detection technique to determine whether the lane of the driving vehicle is changed based on the obtained front image; And
As a result of the determination, if the lane of the driving vehicle is changed, initializing the score histogram
Further comprising: a multi-lane detection and lane change detection based lane recognition method.
상기 차로 변경 감지 기법을 선택적으로 적용하는 단계는
상기 획득된 전방 이미지에 대한 소실점, 상기 주행 중인 자동차에 미리 설치된 비전 센서의 중심점 및 상기 추정된 차로와 관련된 임계값을 이용하여 계산되는 이탈값(departure value)이 프레임 단위로 변화됨을 기초로, 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.3. The method of claim 2,
The step of selectively applying the lane change detection technique
A departure value calculated using a vanishing point of the obtained front image, a center point of a vision sensor pre-installed in the running vehicle, and a threshold value associated with the estimated lane is changed in units of frames, A step of judging whether or not the lane of the moving vehicle is changed
And a lane change detection based lane recognition method.
상기 다중 차로 검출 기법을 적용하는 단계는
상기 획득된 전방 이미지를 탑 뷰(top-view) 이미지로 변환하는 단계;
상기 탑 뷰 이미지로부터 에지 검출을 수행하는 단계;
상기 에지 검출이 수행된 이미지를 기초로 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하기 위하여, 허프 변환(hough transform)을 수행하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 단계
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.The method according to claim 1,
The step of applying the multi-track detection scheme
Converting the acquired front image into a top-view image;
Performing edge detection from the top view image;
Performing a hough transform to detect a set of at least one candidate lane based on the image on which the edge detection is performed; And
Estimating a lane of the running vehicle based on the set of at least one candidate lane
And a lane change detection based lane recognition method.
상기 허프 변환을 수행하는 단계는
상기 허프 변환이 수행된 이미지에서의 상기 주행 중인 자동차의 위치, 상기 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 폭 및 상기 허프 변환이 수행된 이미지에서의 차로의 개수에 기초하여, 상기 허프 변환이 수행된 이미지로부터 상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트를 검출하는 단계
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.5. The method of claim 4,
The step of performing the Hough transform
Based on the position of the running vehicle in the image subjected to the Hough transform, the width of the lane in the image in which the Hough transform is performed, and the number of lanes in the image in which the Hough transform is performed, Detecting a set of at least one candidate lane
And a lane change detection based lane recognition method.
상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 단계는
상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트 별로 하나의 행을 구성하는 매트릭스를 형성하는 단계;
상기 매트릭스의 행 별로 상기 적어도 하나의 후보 차선의 세트로 정의되는 적어도 하나의 후보 차로의 영역 각각에 대한 그레이 레벨 히스토그램(gray level histogram) 사이의 차이값을 계산하여 합산하는 단계;
상기 합산 결과, 가장 작은 값을 갖는 적어도 하나의 후보 차로를 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 최종 차로로 결정하는 단계; 및
상기 결정된 최종 차로에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로로 추정하는 단계
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.5. The method of claim 4,
Wherein estimating the lane of the moving vehicle based on the set of at least one candidate lane
Forming a matrix of one row for each of the at least one candidate lane;
Calculating and summing a difference value between a gray level histogram for each of at least one candidate lane area defined by the set of at least one candidate lane for each row of the matrix;
Determining at least one candidate lane having the smallest value as a final lane for estimating a lane of the running vehicle; And
A step of estimating a driving lane of the running vehicle based on the determined final lane
And a lane change detection based lane recognition method.
상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 단계는
상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하는 과정에서 결정된 최종 차로 각각을 구간으로 갖는 상기 스코어 히스토그램 상에서 상기 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적하는 단계
를 포함하고,
상기 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 단계는
상기 업데이트된 스코어 히스토그램의 구간 중 가장 높은 출현도수를 갖는 구간에 대응하는 최종 차로를 상기 주행 중인 자동차의 차로로 결정하는 단계
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.The method according to claim 1,
As a result of the application, updating the score histogram based on the estimated lane
Accumulating the number of occurrences of the section corresponding to the estimated lane on the score histogram having each of the final lanes determined in the course of estimating the lane of the running vehicle,
Lt; / RTI >
The step of determining the lane of the oncoming vehicle
Determining a final lane corresponding to a section having the highest frequency of occurrence of the section of the updated score histogram as a lane of the running vehicle
And a lane change detection based lane recognition method.
상기 스코어 히스토그램 상에서 상기 추정된 차로에 해당하는 구간의 출현도수를 축적하는 단계는
상기 출현도수가 축적된 구간이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 구간의 출현도수에 망각 인자(forgetting factor)를 곱하여 초기화하는 단계
를 더 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of accumulating the number of occurrences of the section corresponding to the estimated lane on the score histogram
If the interval in which the number of appearance frequencies is accumulated exceeds a predetermined threshold value, initializing the frequency by multiplying the number of occurrences of the interval by a forgetting factor
Further comprising: a multi-lane detection and lane change detection based lane recognition method.
상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로를 추정하기 위하여, 다중 차로 검출(multi-lane detection) 기법을 적용하는 다중 차로 검출 기법 적용부;
상기 적용 결과, 추정된 차로에 기초하여 스코어 히스토그램을 업데이트하는 업데이트부; 및
상기 업데이트된 스코어 히스토그램에 기초하여 상기 주행 중인 자동차의 차로를 결정하는 결정부
를 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 시스템.An acquiring unit for acquiring a forward image from a vision sensor installed in advance in a running vehicle;
A multi-lane detection technique applying a multi-lane detection technique to estimate a lane of the running vehicle based on the obtained front image;
An update unit updating the score histogram based on the estimated lane as a result of the application; And
Determining a lane of the running vehicle based on the updated score histogram,
And a lane change detection based lane recognition system.
상기 업데이트부는
상기 획득된 전방 이미지를 기초로 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경되는지 여부를 판단하기 위하여, 차로 변경 감지(lane change detection) 기법을 선택적으로 적용하는 차로 변경 감지 기법 적용부; 및
상기 판단 결과, 상기 주행 중인 자동차의 차로가 변경된 경우, 상기 스코어 히스토그램을 초기화하는 초기화부
를 더 포함하는 다중 차로 검출 및 차로 변경 감지 기반의 차로 인식 시스템.10. The method of claim 9,
The update unit
A lane change detection technique applying unit to selectively apply a lane change detection technique to determine whether the lane of the driving vehicle is changed based on the obtained front image; And
As a result of the determination, when the lane of the running vehicle is changed, an initialization unit for initializing the score histogram
Further comprising: a multi-lane detection and lane change detection based lane recognition system.
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