KR20150138898A - Method and system for warning lane departure using turn sign recognition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 낭떠러지 옆 면을 지나는 굽은 도로를 주행하는 차량이 카메라를 통해 전방을 촬영하여 획득한 영상에서 곡선로의 코너에 세워져 있는 꺽쇠 모양(<< 또는 >>)의 시선 유도체 표지판을 인식하면, 차량의 센서로부터 들어오는 주행 정보(Yaw Rate, Wheel Speed, Steering Angle 등)를 종합하여, 운전자의 부주의로 인해 차량이 정상적으로 주행하지 않고 주행 차로에서 벗어나 주행하는 것을 경고해 줄 수 있도록 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a system and method for warning of lane departure by recognizing a line-of-sight derivative, in which a vehicle traveling on a curved road passing through a side surface of a cliff is set in a corner of a curve (Yaw Rate, Wheel Speed, Steering Angle, etc.) coming from the sensor of the vehicle are recognized, and the vehicle does not travel normally due to the carelessness of the driver And more particularly, to a warning system and method for warning of departure of a lane through recognition of a line-of-sight guidance enabling a driver to warn the driver to depart from the lane.
운전자는 졸음이나 기타 주의력 부재로 종종 사고에 노출된다. 특히 낭떠러지 옆 면을 지나는 굽은 길에서 운전자의 주의가 흐트러질 경우 차량 추락이나 전복 사고와 같은 큰 사고로 이어질 수 있다. Drivers are often exposed to accidents due to drowsiness or other lack of attention. In particular, if the driver's attention is distracted on a curved road that passes through the side of a cliff, it can lead to a major accident such as a car crash or rollover.
차로 이탈 경고 시스템(Lane Departure Warning System, LDWS)은 이러한 부주의한 운전자에게 주행 차로를 벗어나고 있다는 것을 경고 함으로써 사고의 위험을 줄여주는 능동형 운전자 지원 시스템(Active Driver Assistance System)이다. 차로 이탈 경고 시스템(LDWS)에서 한걸음 나아가 운전자 조향을 도와 주는 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assistance System, LKAS) / Lane Keeping System(LKS) 역시 시장에 나와 있다.The Lane Departure Warning System (LDWS) is an Active Driver Assistance System that reduces the risk of accidents by warning these careless drivers that they are leaving the drive lane. A Lane Keeping Assistance System (LKAS) / Lane Keeping System (LKS) is also on the market to help drivers steer clear of the Lane Departure Warning System (LDWS).
종래의 LDWS/LKAS/LKS 기술은 카메라로부터 들어온 영상 속의 차선을 인식하고 차량의 이동 예상 경로와 비교함으로써 운전자가 정상 주행 상태에 놓여 있는지 아닌지를 판단하였다. The conventional LDWS / LKAS / LKS technology recognizes the lane in the image coming from the camera and compares it with the expected travel route of the vehicle to determine whether or not the driver is in a normal driving state.
따라서 야간 상황이나, 먼지가 많이 쌓여 있는 구간을 주행하고 있거나, 차선이 지워져 있는 경우, 혹은 기타 악천후에 시계가 불량한 상황 등 차선이 영상에 잘 보이지 않는 경우에는 시스템의 동작성이 저하되는 단점이 있다.
Therefore, if the lane is not clearly visible to the image, such as a nighttime situation, a section where dust is accumulated in a lot, a lane is cleared, or other bad weather, the operation of the system is degraded .
전술한 단점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 낭떠러지 옆 면을 지나는 굽은 도로를 주행하는 차량이 카메라를 통해 전방을 촬영하여 획득한 영상에서 곡선로의 코너에 세워져 있는 꺽쇠 모양(>> 또는 <<)의 시선 유도체 표지판을 인식하면, 차량의 센서로부터 들어오는 주행 정보(Yaw Rate, Wheel Speed, Steering Angle 등)를 종합하여, 운전자의 부주의로 인해 차량이 정상적으로 주행하지 않고 주행 차로에서 벗어나 주행하는 것을 경고해 줄 수 있도록 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described drawbacks in that a vehicle running on a curved road passing through a side surface of a cliff, (Yaw Rate, Wheel Speed, Steering Angle, etc.) coming from the sensor of the vehicle are synthesized to recognize that the vehicle does not travel normally and travels away from the driving lane due to carelessness of the driver And to provide a warning system and method for lane departure warning through recognition of a line-of-sight guidance enabling warning.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 영상 획득부, 차선 인식부, 시선유도체 인식부, 진행방향 예측부, 정상주행 판단부, 경고부를 포함하는 시스템의 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법으로서, (a) 카메라로 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 획득된 전방 영상에서 차선을 인식하는 단계; (c) 상기 획득된 전방 영상에서 시선 유도체를 인식하는 단계; (d) 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이한지를 비교하는 단계; (e) 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이한 경우, 차선의 신뢰도(Confidence Level)가 임계값보다 작으면 상기 시선 유도체의 인식 결과를 사용하고, 그렇지 않은 경우에 상기 차선의 인식 결과를 사용하는 단계; (f) 상기 획득된 전방 영상을 이용해 속도와 조향각, 요우(Yaw) 모션을 분석하여 차량 진행 방향을 예측하는 단계; (g) 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과 및 상기 차량 진행 방향 예측 결과를 바탕으로 정상 주행 또는 비정상 주행을 판단하는 단계; 및 (h) 상기 판단 결과, 비정상 주행 시 차로 이탈을 경고하는 단계를 포함하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a line-of-sight of a system including an image obtaining unit, a lane recognizing unit, a line derivative recognizing unit, a traveling direction predicting unit, The method of
또한, 상기 (b) 단계는 허프 변환이나 3차 곡선 형태(form)를 사용하고, 차선이 인식되지 않는 경우에 차선 인식 동작을 실행하지 않게 된다.The step (b) uses a Hough transform or a cubic curve form, and does not execute the lane recognition operation when the lane is not recognized.
또한, 상기 (b) 단계에서 상기 차선의 인식 결과는 자동차 좌표계를 기준으로 차선까지의 오프셋(offset), 각도(Angle), 곡률(Curvature) 및 차선의 신뢰도(confidence level)를 포함한다.In the step (b), the recognition result of the lane includes an offset, an angle, a curvature and a confidence level of the lane to the lane based on the automobile coordinate system.
또한, 상기 (c) 단계에서 상기 시선 유도체의 인식 결과는 속도와 법규에 따른 곡률 반경(curvature radius)을 포함한다.Also, in the step (c), the recognition result of the line-of-sight derivative includes a curvature radius according to a speed and a rule.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 획득된 전방 영상에 대해, 일정 크기의 노말 히스토그램(Normalized Histogram)(Hn)을 생성하고, 상기 노말 히스토그램에 대한 각 픽셀의 노말 그레이값(Normalized Gray Value)을 산출하며, 상기 노말 그레이 값에 근거해 HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 이용해 양상율(Aspect Ratio)을 산출하며, 산출된 양상율이 일정 기준 이하이면 가외치(Outlier)로 제외하고 일정 기준 이상의 가내치(Inlier)를 근거로 상기 시선 유도체를 인식하게 된다.In the step (c), a normalized histogram Hn of a predetermined size is generated for the obtained forward image, and a normalized gray value of each pixel for the normal histogram is calculated The aspect ratio is calculated using Histogram of Oriented Gradient (HOG) based on the normal gray value. If the calculated aspect ratio is below a certain standard, it is excluded as an outlier, And recognizes the line-of-sight derivative based on an inlier.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대해 샘플의 히스토그램(H)을 샘플 구성 픽셀 수(Ns)로 나누어 산출하게 된다.The step (c) may be performed by dividing the histogram H of the sample by the number of sample constituent pixels Ns with respect to the normal histogram Hn.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대한 현재 픽셀(I'(x,y))의 노말 그레이 값(NGV)에 대해, 이전 픽셀(I(x,y))에서 Nomalization patch의 평균을 뺀 값을 분산의 2배 값(2*sigma)으로 나누고, 여기에 255를 곱하여 산출하게 된다.The step (c) may further include a step of performing Nomalization (I (x, y)) on the normal gray value (NGV) of the current pixel I '(x, y) with respect to the normal histogram Hn The value obtained by subtracting the average of the patches is divided by the value twice the variance (2 * sigma), which is then multiplied by 255.
또한, 상기 (e) 단계에서 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이하지 않은 경우에, 상기 차선의 인식 결과를 사용하게 된다.In the step (e), when the lane recognition result does not differ from the sight line derivative recognition result, the lane recognition result is used.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 차선 인식부를 통해 인식한 차선의 곡률반경과 상기 시선유도체 인식부를 통해 인식한 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경을 비교하여 일정 기준 이상으로 차이가 있는 경우에, 상기 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경에 근거해 상기 차선의 곡률반경을 보정하게 된다.In the step (g), when the radius of curvature of the lane recognized through the lane recognition unit is compared with the radius of curvature according to the aspect ratio of the line of sight recognized through the line-of-sight recognition unit, , And the radius of curvature of the lane is corrected based on the radius of curvature in accordance with the aspect ratio of the line-of-sight derivative.
또한, 상기 (g) 단계는, 상기 차선 인식부를 통한 차선 인식 결과에서 차선 인식에 실패하였거나, 차선 인식 결과의 신뢰도(Confidence Level)가 임계치(Threshold) 범위보다 낮거나, 상기 시선유도체 인식부를 통해 시선 유도체를 인식하였음에도 불구하고 차선의 곡률반경이 일정 기준 이상으로 큰 경우에는 법이 정한 시선 유도체 적용 범위의 차선의 곡률반경을 적용하게 된다.In the step (g), if the lane recognition fails in the lane recognition result through the lane recognition unit, or if the confidence level of the lane recognition result is lower than the threshold range, If the radius of curvature of the lane is larger than a certain standard despite the recognition of the derivative, the radius of curvature of the lane of the scope of application of the line of sight specified by law shall be applied.
그리고, 상기 (g) 단계는, 상기 진행방향 예측부를 통한 차선의 곡률과 상기 차선 인식부를 통한 차선의 곡률이 임계치(Threshold) 범위 내에서 다를 경우에 비정상 주행으로 판단하게 된다.
In the step (g), if the curvature of the lane through the lane recognition unit is different from the curvature of the lane through the lane recognition unit, the controller determines that the vehicle is traveling abnormally.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 카메라로 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 전방 영상에서 차선을 인식하는 차선 인식부; 상기 획득된 전방 영상에서 시선 유도체를 인식하는 시선유도체 인식부; 상기 획득된 전방 영상을 이용해 속도와 조향각, 요우(Yaw) 모션을 분석하여 차량의 진행 방향을 예측하는 진행방향 예측부; 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이한지를 비교하여 상이한 경우, 차선의 신뢰도(Confidence Level)가 임계값보다 작으면 상기 시선 유도체의 인식 결과를 사용하고, 차선의 신뢰도가 임계값보다 크면 상기 차선의 인식 결과를 사용하며, 차로 이탈을 경고하도록 제어하는 제어부; 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과 및 상기 차량 진행방향 예측 결과를 바탕으로 정상 주행 또는 비정상 주행을 판단하는 정상주행 판단부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 경고음을 출력하거나, 경고를 표시하는 경고부를 포함하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including an image acquiring unit for acquiring a forward image by capturing a forward image with a camera; A lane recognition unit for recognizing a lane in the obtained forward image; A visual line derivative recognizing unit for recognizing a visual line derivative in the obtained front image; A traveling direction predicting unit for predicting a traveling direction of the vehicle by analyzing a speed, a steering angle, and a yaw motion using the obtained forward image; The recognition result of the lane marker is different from the recognition result of the lane marker, and if the confidence level of the lane is less than the threshold value, the recognition result of the line indicator is used and the reliability of the lane marker is less than the threshold value A control unit for using the recognition result of the lane, and controlling the warning to depart from the lane; A normal driving determination unit for determining a normal driving or an abnormal driving based on the lane recognition result, the sight line derivative recognition result, and the vehicle traveling direction prediction result; And a warning unit for outputting a warning sound or displaying a warning according to the control of the control unit.
또한, 상기 차선의 인식 결과는, 자동차 좌표계를 기준으로 차선까지의 오프셋(offset), 각도(Angle), 곡률(Curvature) 및 차선의 신뢰도(confidence level)를 포함한다.The recognition result of the lane includes an offset, an angle, a curvature and a confidence level of a lane on the basis of the automobile coordinate system.
또한, 상기 시선 유도체 인식부는, 상기 획득된 전방 영상에 대해, 일정 크기의 노말 히스토그램(Normalized Histogram)(Hn)을 생성하고, 노말 히스토그램에 대한 각 픽셀의 노말 그레이값(Normalized Gray Value)을 산출하며, HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 이용해 양상율(Aspect Ratio)을 산출해 일정 기준 이하이면 가외치(Outlier)로 제외하고 일정 기준 이상의 가내치(Inlier)를 근거로 시선 유도체를 인식하게 된다.The visual line derivative recognizing unit may generate a normalized histogram Hn of a predetermined size for the obtained forward image and calculate a normalized gray value of each pixel with respect to the normal histogram , HOG (Histogram of Oriented Gradient) is used to calculate the Aspect Ratio. If it is below a certain threshold, it is excluded as an outlier, and the sight line derivative is recognized based on the inlier which is above a certain standard.
또한, 상기 시선유도체 인식부는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대해 샘플의 히스토그램(H)을 샘플 구성 픽셀 수(Ns)로 나누어 산출하게 된다.The visual line derivative recognizing unit calculates the histogram H by dividing the histogram H of the sample by the number of sample constituent pixels Ns for the normal histogram Hn.
또한, 상기 시선유도체 인식부는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대한 현재 픽셀(I'(x,y))의 노말 그레이 값(NGV)에 대해, 이전 픽셀(I(x,y))에서 Nomalization patch의 평균을 뺀 값을 분산의 2배 값(2*sigma)으로 나누고, 여기에 255를 곱하여 산출하게 된다.The gaze derivative recognizing unit recognizes a nominalization patch at the previous pixel I (x, y) with respect to the normal gray value NGV of the current pixel I '(x, y) with respect to the normal histogram Hn. (2 * sigma), which is then multiplied by 255 to calculate the value.
또한, 상기 제어부는, 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이하지 않은 경우에, 상기 차선의 인식 결과를 사용하게 된다.Further, the control unit uses the lane recognition result when the lane recognition result does not differ from the sight line derivative recognition result.
또한, 상기 제어부는, 상기 차선 인식부를 통해 인식한 차선의 곡률반경과 상기 시선유도체 인식부를 통해 인식한 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경을 비교하여 일정 기준 이상으로 차이가 있는 경우에, 상기 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경에 근거해 상기 차선의 곡률반경을 보정하게 된다.The control unit compares the radius of curvature of the lane recognized through the lane recognition unit with the radius of curvature according to the aspect ratio of the line of sight recognized through the line of sight recognition unit, The radius of curvature of the lane is corrected based on the curvature radius according to the aspect ratio of the derivative.
또한, 상기 제어부는, 상기 차선 인식부를 통한 차선 인식 결과에서 차선 인식에 실패하였거나, 차선 인식 결과의 신뢰도(Confidence Level)가 임계치(Threshold) 범위보다 낮거나, 상기 시선유도체 인식부를 통해 시선 유도체를 인식하였음에도 불구하고 차선의 곡률반경이 일정 기준 이상으로 큰 경우에는 법이 정한 시선 유도체 적용 범위의 차선의 곡률반경을 적용하게 된다.If the lane recognition is not successful in the lane recognition result through the lane recognition unit or the confidence level of the lane recognition result is lower than the threshold range or the visual line derivation is recognized through the lane recognition unit, If the radius of curvature of the lane is larger than a certain standard, the radius of curvature of the lane of the scope of application of the line of sight specified by law shall be applied.
그리고, 상기 정상주행 판단부는, 상기 진행방향 예측부를 통한 차선의 곡률과 상기 차선 인식부를 통한 차선의 곡률이 임계치(Threshold) 범위 내에서 다를 경우에 비정상 주행으로 판단하게 된다.
If the curvature of the lane through the traveling direction predicting unit and the curvature of the lane through the lane recognizing unit are different within the threshold range, the normal traveling determining unit determines that the vehicle is traveling abnormally.
본 발명에 의하면, 카메라를 통해 획득한 전방 영상에 기반하여 차선을 인식함과 더불어 시선 유도체를 인식하게 됨에 따라 곡면 도로에서 차선의 이탈을 경고해 줄 수 있다.According to the present invention, a lane is recognized on the basis of a forward image acquired through a camera, and a gaze derivative is recognized, so that a departure of a lane on a curved road can be warned.
따라서, 낭떠리지나 곡면의 굽은 도로에서 운전자의 부주의로 인해 차량이 차로에서 이탈하는 것을 경고해 주게 됨으로써 차량의 추락이나 전복 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
Accordingly, it is possible to prevent the vehicle from falling or overturning accident by warning that the vehicle leaves the lane due to carelessness of the driver on the curved road or curved road surface.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차로 이탈 경고 시스템의 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원본 영상과 NGV 영상의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 Width 8 이상인 경우 Aspect Ratio의 예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시선 유도체인 갈매기 표지판의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 갈매기 표지판의 색상에 대한 색도좌표 범위를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 갈매기 표지판의 설치 예를 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram schematically showing functional blocks of a lane departure warning system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of warning a departure warning through a line-of-sight recognition according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of an original image and an NGV image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph illustrating an example of an aspect ratio in the case of
FIG. 5 is a view showing an example of the configuration of a gull flag signboard according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a range of chromaticity coordinates with respect to hues of a gull sign according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing an installation example of a gull sign according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that it is not intended to be limited to the particular embodiments of the invention but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명에 따른 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a lane departure warning system and method using a line-of-sight recognition according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and a redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차로 이탈 경고 시스템의 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing functional blocks of a lane departure warning system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차로 이탈 경고 시스템(100)은, 영상 획득부(110)와 차선 인식부(120), 시선유도체 인식부(130), 진행방향 예측부(140), 정상주행 판단부(150), 저장부(160), 제어부(170) 및 경고부(180)를 포함한다.1, a lane
영상 획득부(110)는 카메라로 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득한다.The
차선 인식부(120)는 획득된 전방 영상에서 차선을 인식한다. 여기서, 차선의 인식 결과는 자동차 좌표계를 기준으로 차선까지의 오프셋(offset), 각도(Angle), 곡률(Curvature) 및 차선의 신뢰도(confidence level)를 포함한다.The
시선유도체 인식부(130)는 획득된 전방 영상에서 시선 유도체를 인식한다. 즉, 시선유도체 인식부(130)는 획득된 전방 영상에 대해, 일정 크기의 노말 히스토그램(Normalized Histogram)(Hn)을 생성하고, 노말 히스토그램에 대한 각 픽셀의 노말 그레이값(Normalized Gray Value)을 산출하며, HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 이용해 양상율(Aspect Ratio)을 산출해 일정 기준 이하이면 가외치(Outlier)로 제외하고 일정 기준 이상의 가내치(Inlier)를 근거로 시선 유도체를 인식한다.The line-of-sight
또한, 시선유도체 인식부(130)는, 노말 히스토그램(Hn)에 대해 샘플의 히스토그램(H)을 샘플 구성 픽셀 수(Ns)로 나누어 산출하게 된다.The visual line
그리고, 시선유도체 인식부(130)는, 노말 히스토그램(Hn)에 대한 현재 픽셀(I'(x,y))의 노말 그레이 값(NGV)에 대해, 이전 픽셀(I(x,y))에서 Nomalization patch의 평균을 뺀 값을 분산의 2배 값(2*sigma)으로 나누고, 여기에 255를 곱하여 산출하게 된다.The visual line
진행방향 예측부(140)는 획득된 전방 영상을 이용해 속도와 조향각, 요우(Yaw) 모션을 분석하여 차량의 진행 방향을 예측하게 된다.The traveling
정상주행 판단부(150)는 차선의 인식 결과와, 시선 유도체의 인식 결과 및 차량 진행방향 예측 결과를 바탕으로 정상 주행 주행 또는 비정상 주행을 판단하게 된다.The normal travel determiner 150 determines normal travel or abnormal travel based on the lane recognition result, the sight line derivative recognition result, and the vehicle travel direction prediction result.
저장부(160)는 영상 획득부(110)를 통해 획득된 전방 영상이나, 차로 이탈 시 경고하기 위한 경고음을 저장하고 있다.The
제어부(170)는 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과가 상이한지를 비교하여 상이한 경우, 차선의 신뢰도(confidence level)가 임계값(Threshold)보다 작으면 시선 유도체의 인식 결과를 사용하고, 차선의 신뢰도가 임계값보다 크면 차선의 인식 결과를 사용하며, 비정상 주행의 판단 시 차로 이탈을 경고하도록 제어하게 된다.If the lane recognition result is different from the recognition result of the sight line derivative, the
경고부(180)는 제어부의 제어에 따라 경고음을 출력하거나, 경고를 표시하게 된다.The
여기서, 제어부(170)는 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과가 상이하지 않은 경우에, 차선의 인식 결과를 사용하게 된다.Here, when the lane recognition result does not differ from the sight line derivative recognition result, the
또한, 제어부(170)는, 차선 인식부를 통해 인식한 차선의 곡률과 시선유도체 인식부를 통해 인식한 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률을 비교하여 일정 기준 이상으로 차이가 있는 경우에, 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률에 근거해 차선의 곡률을 보정하게 된다.The
또한, 제어부(170)는, 차선 인식부를 통한 차선 인식 결과에서 차선 인식에 실패하였거나, 차선 인식 결과의 신뢰도(Confidence Level)가 임계치(Threshold) 범위보다 낮거나, 시선유도체 인식부를 통해 시선 유도체를 인식하였음에도 불구하고 차선의 곡률이 일정 기준 이상으로 큰 경우에는 법이 정한 시선 유도체 적용 범위의 차선의 곡률을 적용하게 된다.If the lane recognition fails in the lane recognition result through the lane recognition unit or the confidence level of the lane recognition result is lower than the threshold range or the visual line derivation is recognized through the visual line recognition unit, If the curvature of the lane is larger than a certain standard, the curvature of the lane of the scope of the line of sight specified by the law is applied.
그리고, 정상주행 판단부(150)는, 진행방향 예측부를 통한 차선의 곡률과 차선 인식부를 통한 차선의 곡률이 임계치(Threshold) 범위 내에서 다를 경우에 비정상 주행으로 판단하게 된다.
If the curvature of the lane through the traveling direction predicting unit and the curvature of the lane through the lane recognizing unit are different within the threshold range, the normal
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of warning a departure warning through a line-of-sight recognition according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차로 이탈 경고 시스템(100)은, 카메라로 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득한다(S210).Referring to FIG. 2, a lane
즉, 영상 획득부(110)는 차량의 전방을 촬영할 수 있는 위치에 설치된 전방 카메라를 통해 전방의 모습을 촬영하여 전방 영상을 획득한다. 따라서, 전방 영상에는 도로의 이미지와 더불어 도로 상에 표기된 차선이 포함되어 있다.That is, the
이어, 차선 인식부(120)는 획득된 전방 영상에서 차선을 인식한다(S220). 즉, 차선 인식부(120)는 일반적으로 알려진 LDWS(Lane Departure Warning System)이나 LKAS(Lane Keeping Assistances System), LKS(Lane Keeping System) 등의 능동형 운전자 지원 시스템(Active Driver Assistance System)과 동일한 기능을 이용하여 전방 영상에서 차선을 인식할 수 있다.Next, the
이때, 차선 인식부(120)는 허프 변환이나 3차 곡선 형태(form)를 사용하고, 차선이 인식되지 않는 경우에 차선 인식 동작을 실행하지 않을 수 있다. 차선 인식 결과는 자동차 좌표계를 기준으로 차선까지의 오프셋(offset), 각도(Angle), 곡률(Curvature) 및 차선의 신뢰도(confidence level)를 포함한다.At this time, the
이어, 시선유도체 인식부(130)는 획득된 전방 영상에서 시선 유도체를 인식한다(S230).Then, the line-of-sight
즉, 시선유도체 인식부(130)는 획득된 전방 영상에 대해, 일정 크기의 노말 히스토그램(Normalized Histogram)(Hn)을 생성한다. 이때, 시선유도체 인식부(130)는 다음 수학식 1에 따라 노말 히스토그램(Hn)에 대해 샘플의 히스토그램(H)을 샘플 구성 픽셀 수(Ns)로 나누어 산출하게 된다.That is, the line-of-
여기서, H는 샘플의 히스토그램(Histogram)을 나타내고, Ns는 샘플 구성 픽셀 수를 나타낸다.Here, H denotes a histogram of a sample, and Ns denotes a number of pixels constituting a sample.
시선 유도체의 인식 결과는 속도와 법규에 따른 곡률 반경(curvature radius)을 포함한다.The recognition result of the line-of-sight derivative includes the velocity and the curvature radius according to the law.
시선유도체 인식부(130)는 노말 히스토그램에 대한 각 픽셀의 노말 그레이값(Normalized Gray Value)을 산출한다. 이때, 시선유도체 인식부(130)는 노말 히스토그램(Hn)에 대한 현재 픽셀(I'(x,y))의 노말 그레이 값(NGV)에 대해, 다음 수학식 2에 따라 이전 픽셀(I(x,y))에서 Nomalization patch의 평균을 뺀 값을 분산의 2배 값(2*sigma)으로 나누고, 여기에 255를 곱하여 산출하게 된다.The visual line
여기서, μ는 Nomalization Patch의 평균, 즉 Crop 영역의 평균을 나타내고, σ는 Crop 영역의 분산을 나타낸다.Where μ denotes the average of the nominalization patches, ie the average of the Crop region, and σ denotes the variance of the Crop region.
노말 그레이 값(NGV)의 경우, 폭(Width) 8 이상인 blob에 대해서 크기에 따라 8ㅧ8, 16ㅧ16으로 Nomalization하여 NGV 값을 산출한다. NGV를 이용하면, 시선유도체 인식부(130)는 HBA(High Beam Assistance) 알고리즘 상에서 Integral Image를 사용하기 때문에 Crop된 영역의 평균(mean)과 표준 편차(Standard)를 빠르게 산출할 수 있다. 따라서, 시선유도체 인식부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 좌측 원본 영상에 대해 우측의 NGV 영상을 얻을 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원본 영상과 NGV 영상의 한 예를 나타낸 도면이다.In case of normal gray value (NGV), NGV value is calculated by normalizing blob with
시선유도체 인식부(130)는 노말 그레이 값에 근거해 HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 이용해 양상율(Aspect Ratio)을 산출하게 된다. 즉, 시선유도체 인식부(130)는 노말 그레이 값에 근거해 HOG를 이용해 도 4에 도시된 바와 같이 Blob Aspect Ratio를 얻게 된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 Width 8 이상인 경우 Aspect Ratio를 나타낸 그래프이다. 도 4에서, Width 8 이상인 경우 Aspect Ratio의 평균이 0.7474이고 표준 편차가 0.2236이며, 시선 유도체 즉 갈매기 표지판의 경우 Aspect Ratio는 1.2이며, 광원/반사체의 경우 Aspect Ratio가 0.74이다. HOG는 영상이 갖는 지역적인 gradient(edge 방향) 분포(histogram) 특성을 추출하여 물체를 식별하는 방법이다. The visual line
또한, 시선유도체 인식부(130)는 Normalized Histogram 갈매기 표지판에 대해 bi-modal로 하여, 두 표지판의 Aspect Ration를 고려해 8ㅧ8, 16ㅧ16으로 Size에 대한 Normalization을 실시하며, Width가 8 ~ 15일 경우 8로 Normalization하고, 16 이상일 경우에 16으로 Normalization하게 된다. In addition, the sight line
이어, 시선유도체 인식부(130)는 산출된 양상율이 일정 기준 이하이면 가외치(Outlier)로 제외하고 일정 기준 이상의 가내치(Inlier)를 근거로 시선 유도체를 인식한다. 즉, 시선유도체 인식부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 Aspect Ratio가 2.0 이상일 경우에 Outlier로 간주하고, 발생된 총 8 개의 outlier를 인식 대상에서 제외시키게 된다.Then, the line-of-
여기서, Inlier와 Outlier 2 개의 클래스로 분류할 때 SVM(Support Vector Machine)을 이용할 수 있다. 두 그룹에서 각각의 데이터 간 거리를 측정하여 두 개의 중심을 구한 후에 그 가운데에서 최적의 픽셀을 구함으로써 두 그룹을 구분할 수 있다.Here, SVM (Support Vector Machine) can be used when classifying into Inlier and Outlier classes. Two groups can be distinguished by measuring the distance between each data in two groups, finding the two centers, and finding the optimal pixel among them.
HOG를 이용할 경우, 16ㅧ16은 G/E/M 인식율이 95% 이상이고, 오인식이 5% 미만의 성능을 보이며, 8ㅧ8은 NGV와 성능이 유사하다. 16 픽셀 이상의 갈매기 표지판은 HOG 적용 시 갈매기와 광원의 구분이 가능하고, 8 픽셀 이상 15 픽셀 이하의 경우 NGV와 HOG의 적용 시 성능이 떨어진다.When HOG is used, 16 ㅧ 16 has more than 95% G / E / M recognition rate, less than 5% false recognition performance, and 8 ㅧ 8 has similar performance to NGV. Seagull signs of 16 pixels or more can distinguish seagulls and light sources when HOG is applied, and when NGV and HOG are applied in case of 8 pixels or more and 15 pixels or less.
시선 유도체인 갈매기 표지판의 경우, 도로교통법 제2조의 도로 부속물로서 급한 평면 곡선부 등 시거가 불량한 장소에 갈매기 기호의 표지판을 설치하여, 주·야간에 도로의 선형 및 굴곡 정도를 운전자가 명확히 알 수 있도록 하여 안전 주행을 도모하는 시선 유도 시설이다.In the case of a gull sign that is a sight line derivative, a sign of a gull sign is installed in a poorly sighted area such as an urgent plane curved line as a road appendage of the
갈매기 표지판은 도로의 평면 선형이 급격하게 변화하는 구간과 같이 운전자에게 도로의 상황에 관한 사전 정보 제공이 특별히 강조되는 구간에 설치한다.Seagull signs are installed in areas where the driver is given special emphasis on providing prior information about the road situation, such as the area where the plane linearity of the road changes rapidly.
시선유도표지와 갈매기 표지의 설치장소에 대한 구별의 필요성은 급한 평면곡선부(특히, S자 곡선)의 경우 운전자가 도로의 좌·우측에 설치된 시선유도표지에 의해 도로의 선형을 인지하는데 혼란을 수반할 수 있다. 이러한 이유로 급한 평면곡선부의 경우 갈매기 표지를 도로의 바깥쪽에 시선유도표지를 안쪽에 설치함으로써 운전자의 혼란을 줄일 수 있다.The need for distinction between the sight guidance mark and the installation location of the seagull sign is that the driver recognizes the linearity of the road by the sight guidance mark installed on the left and right sides of the road in the case of the urgent plane curved portion . For this reason, it is possible to reduce the driver 's confusion by placing the gull mark on the inside of the road in the case of the urgent flat curved line inside the road.
갈매기 표지판은 도 5에 도시된 바와 같이 갈매기 기호체, 표지판 및 지주로 구성된다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시선 유도체인 갈매기 표지판의 구성 예를 나타낸 도면이다. 판의 규격은 가로 45 cm 세로 60 cm를 표준적인 규격으로 한다. 갈매기 기호체의 꺾음 표시는 1개로 한다. 중앙 분리대, 교량 등 도로 구조물에 의해 표준 규격의 설치가 용이하지 못한 장소에서는 규격을 축소하여 사용할 수 있다. 공사구간에서 사용하는 갈매기 표지는 도로의 상황 및 교통의 상황 등을 감안하여 전체적인 안전시설 설치 계획에 따라 규격을 조절할 수 있다. 2차로 도로에서는 양면형으로 하고 중앙 분리대로 분리된 4차로 이상 도로에서는 단면형으로 한다.As shown in FIG. 5, the gull sign consists of a gull, a sign, and a post. FIG. 5 is a view showing an example of the configuration of a gull flag signboard according to an embodiment of the present invention. The standard size of the plate is 45 cm width and 60 cm length. The number of signs of seagulls shall be one. The standard size can be reduced in places where standard specifications can not be easily installed by road structures such as median separators and bridges. Seagull signs used in the construction section can be adjusted according to the overall safety installation plan considering the situation of roads and traffic. It shall be of two-sided type on the secondary road and shall have a sectional type on the four-lane or more road separated by the median separator.
도 5에서, 갈매기 기호체는 운전자에게 전방의 도로 구간이 곡선부로서 도로가 구부러져 진행됨을 알리는 갈매기 형상의 꺽음 기호를 표시한 것이다. 표지판은 꺾음 표시의 시인성과 판독성을 높이기 위해 갈매기 기호체를 부착하여 지주에 고정시키는 판이다. 따라서 표지판은 갈매기 기호체를 확실히 부착할 수 있어야 하며, 또한 지주에 견고하게 조립할 수 있어야 한다. 지주는 표지판을 필요한 위치에 고정하기 위한 것을 말한다. 그러므로 경미한 외부 압력으로 인하여 갈매기 표지가 이동되어서는 안된다. 갈매기 표지의 바탕은 노랑색, 꺾음 표시는 검정색으로 한다. 반사체의 색도는 색도측정방법에 따라 측정시 도 6에 도시된 바와 같은 색도좌표의 범위 내에 들어와야 한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 갈매기 표지판의 색상에 대한 색도좌표 범위를 나타낸 도면이다. In FIG. 5, the seagulls symbol indicates a gull-shaped cross symbol indicating to the driver that the road section in front of the road section is curved and the road is curved. The sign is a plate which is attached to the pillar by attaching a seagull symbol to the sign to increase visibility and readability. Therefore, the signs should be able to securely affix seagull emblems and be firmly assembled to the support. The landing is to fix the sign in the required position. Therefore, the gull sign should not be moved due to the slight external pressure. The background of the seagull cover is yellow, and the breaking mark is black. The chromaticity of the reflector should fall within the range of chromaticity coordinates as shown in FIG. 6 when measured according to the chromaticity measuring method. FIG. 6 is a view showing a range of chromaticity coordinates with respect to hues of a gull sign according to an embodiment of the present invention.
갈매기 표지판의 설치 위치는 차도 시설한계의 바깥쪽 가장 가까운 곳에 설치한다. 일반적으로 길어깨 가장자리로부터 0 ~ 200 Cm 되는 곳에 지형에 맞게 설치한다. 설치높이는 노면으로부터 표지판 하단까지의 높이를 120 Cm로 하여 설치하는 것을 표준으로 한다.The installation position of the gull sign is located near the outside of the roadway facility limit. Generally, it should be installed to the terrain at 0 ~ 200 Cm from the shoulder edge. Mounting height is 120 Cm from the road surface to the bottom of the sign.
갈매기 표지판은 도 7에 도시된 바와 같이 곡선 구간에서 연속으로 설치하여 원활한 시선유도 효과가 있도록 하며, 도로의 곡선 반경에 따른 설치 간격은 다음 표 1과 같이 한다.As shown in FIG. 7, the seagull signs are continuously installed in a curved section to provide a smooth visual guidance effect, and installation intervals according to the curve radius of the road are as shown in Table 1 below.
갈매기 표지는 적어도 150m 전방에서 운전자가 볼 수 있는 기능을 가져야 하며, 운전자의 시야에 2개 이상의 표지가 들어와야 한다. 주행 속도가 높은 자동차 전용도로나 간선도로에서는 진입부 전이구간에 해당 곡선부의 설치 간격에 2배를 취한 위치에 갈매기 표지를 추가 설치한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 갈매기 표지판의 설치 예를 나타낸 도면이다. Seagull covers must be visible to the driver at least 150 m in front of them, and two or more signs should be visible in the driver's field of view. In a highway or highway that has a high driving speed, a gull sign is additionally installed at a position twice as long as the interval between the curved portions in the entrance transition section. FIG. 7 is a view showing an installation example of a gull sign according to an embodiment of the present invention.
설치각도는 표지의 시인성과 자동차의 진행방향이 잘 고려되어야 하며, 진행방향에 대해 직각 또는 10ㅀ이내에 설치되어야 한다. 야간에 자동차 전조등에 의해 표지의 표면으로부터 나온 반사광이 운전자의 시선에 놓여 순간적인 눈부심이 발생하지 않도록 적절한 각도를 이루어야 한다. The angle of installation should be well taken into account for the visibility of the sign and the direction of the car, and should be installed at a right angle or within 10 에 of the direction of travel. At night, a proper angle should be set so that the reflected light from the surface of the cover is placed on the operator's line of sight by the automotive headlight so that momentary glare does not occur.
다음 표 2는 갈매기 표지 적용 최소 곡선반경을 나타낸 것이다.Table 2 below shows the minimum curve radius for the gull-cover sign.
그리고, 도로의 곡선반경에 따른 표준 설치 간격(S)은 다음 수학식 3에 따른다. The standard installation spacing S along the curve radius of the road is given by the following equation (3).
여기서, S는 설치 간격(m)을 나타내고, R은 곡선반경(m)을 나타낸다.Here, S denotes the installation interval (m), and R denotes the radius of curvature (m).
이어, 제어부(170)는 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과가 상이한지를 비교한다(S240).Next, the
이어, 제어부(170)는 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과가 상이한 경우(S250-예), 차선의 신뢰도가 임계(Threshold)값보다 작으면(S252-예), 시선 유도체의 인식 결과를 사용하고(S254), 차선의 신뢰도가 임계값보다 크면(S252-아니오) 차선의 인식 결과를 사용한다(S256).If the reliability of the lane is less than the threshold value (YES in S252), the
또한, 제어부(170)는 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과가 상이하지 않은 경우에도(S250-아니오), 차선의 인식 결과를 사용한다(S256).Further, the
이어, 진행방향 예측부(140)는 획득된 전방 영상을 이용해 속도와 조향각, 요우(Yaw) 모션을 분석하여 차량의 진행 방향을 예측한다(S260).The traveling
이어, 정상주행 판단부(150)는 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과 및 차량 진행방향 예측 결과를 바탕으로 정상 주행 또는 비정상 주행을 판단한다(S270). Then, the
즉, 정상주행 판단부(150)는 예측된 차량의 진행 방향과, 차선의 인식 결과와 시선 유도체의 인식 결과에 따른 전방 도로의 차선 곡률을 추정해 정상 주행 또는 비정상 주행을 판단한다.That is, the normal
또한, 정상주행 판단부(150)는 차선 인식부를 통한 차선 인식 결과에서 차선 인식에 실패하였거나, 차선 인식 결과의 신뢰도(Confidence Level)가 임계치(Threshold) 범위보다 낮거나, 시선유도체 인식부를 통해 시선 유도체를 인식하였음에도 불구하고 차선의 곡률이 일정 기준 이상으로 큰 경우에는 표 1 및 표 2와 같이 법이 정한 시선 유도체 적용 범위의 차선의 곡률을 적용하게 된다.The normal
또한, 정상주행 판단부(150)는 진행방향 예측부를 통한 차선의 곡률과 차선 인식부를 통한 차선의 곡률이 임계치(Threshold) 범위 내에서 다를 경우에 비정상 주행으로 판단하게 된다.In addition, the
제어부(170)는 비정상 주행 시 경고부(180)를 통해 차로 이탈을 경고한다(S280).The
즉, 경고부(180)는 비정상 주행을 음성으로 출력하여 경고하거나, 운전자가 볼 수 있는 화면 상에 비정상 주행을 출력하여 경고하게 된다.That is, the
따라서, 차량이 주행 차로에서 벗어나 주행하는 것을 경고해 주게 됨으로써 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent a safety accident by preventing the vehicle from traveling in the driving lane.
또한, 제어부(170)는 차선 인식부를 통해 인식한 차선의 곡률과 시선유도체 인식부를 통해 인식한 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률을 비교하여 일정 기준 이상으로 차이가 있는 경우에, 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률에 근거해 차선의 곡률을 보정하게 된다.The
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 낭떠러지 옆 면을 지나는 굽은 도로를 주행하는 차량이 카메라를 통해 전방을 촬영하여 획득한 영상에서 곡선로의 코너에 세워져 있는 꺽쇠 모양(>> 또는 <<)의 시선 유도체 표지판을 인식하면, 차량의 센서로부터 들어오는 주행 정보(Yaw Rate, Wheel Speed, Steering Angle 등)를 종합하여, 운전자의 부주의로 인해 차량이 정상적으로 주행하지 않고 주행 차로에서 벗어나 주행하는 것을 경고해 줄 수 있도록 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, when a vehicle running on a curved road passing through a side surface of a cliff faces a crooked (" or ") gaze standing on a corner of a curved line If the sign of the derivative is recognized, the driver can be alerted that the vehicle does not travel normally and travels away from the driving lane due to the carelessness of the driver by integrating driving information (Yaw Rate, Wheel Speed, Steering Angle, etc.) It is possible to realize the lane departure warning system and method through the recognition of the line-of-sight derivative.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Only. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
본 발명은 낭떠러지 옆 면을 지나는 굽은 도로를 주행하는 차량이 카메라를 통해 전방을 촬영하여 획득한 영상에서 곡선로의 코너에 세워져 있는 꺽쇠 모양(>> 또는 <<)의 시선 유도체 표지판을 인식하면, 차량의 센서로부터 들어오는 주행 정보(요율, 휠속도, 조향각 등)를 종합하여, 운전자의 부주의로 인해 차량이 정상적으로 주행하지 않고 주행 차로에서 벗어나 주행하는 것을 경고해 줄 수 있도록 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법에 적용할 수 있다.
When a vehicle traveling on a curved road passing through a side surface of a cliff recognizes a line-shaped indicator sign of a crooked shape (>> or <<) standing on a corner of a curve from an image obtained by photographing the camera through the front side, A vehicle lane recognition system that collects driving information (rate, wheel speed, steering angle, etc.) coming from a sensor of a vehicle to alert the driver that the vehicle does not normally run and depart from the driving lane due to carelessness Can be applied to a departure warning system and method.
100 : 차로 이탈 경고 시스템 110 : 영상 획득부
120 : 차선 인식부 130 : 시선유도체 인식부
140 : 진행방향 예측부 150 : 정상주행 판단부
160 : 저장부 170 : 제어부
180 : 경고부100: lane departure warning system 110:
120: lane recognition unit 130: visual line derivative recognition unit
140: traveling direction predicting unit 150: normal traveling determining unit
160: Storage unit 170: Control unit
180: Warning part
Claims (20)
(a) 카메라로 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 단계;
(b) 상기 획득된 전방 영상에서 차선을 인식하는 단계;
(c) 상기 획득된 전방 영상에서 시선 유도체를 인식하는 단계;
(d) 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이한지를 비교하는 단계;
(e) 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이한 경우, 차선의 신뢰도(Confidence Level)가 임계값보다 작으면 상기 시선 유도체의 인식 결과를 사용하고, 그렇지 않은 경우에 상기 차선의 인식 결과를 사용하는 단계;
(f) 상기 획득된 전방 영상을 이용해 속도와 조향각, 요우(Yaw) 모션을 분석하여 차량 진행 방향을 예측하는 단계;
(g) 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과 및 상기 차량 진행 방향 예측 결과를 바탕으로 정상 주행 또는 비정상 주행을 판단하는 단계; 및
(h) 상기 판단 결과, 비정상 주행 시 차로 이탈을 경고하는 단계;
를 포함하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
1. A lane departure warning method for recognizing a line derivative of a system including an image acquiring section, a lane recognizing section, a line derivative recognizing section, a traveling direction predicting section, a normal travel judging section, and a warning section,
(a) capturing a forward image by capturing a forward image with a camera;
(b) recognizing a lane in the obtained forward image;
(c) recognizing a line-of-sight derivative in the obtained forward image;
(d) comparing whether the lane recognition result is different from the sight line derivative recognition result;
(e) if the recognition result of the lane is different from the recognition result of the line-of-sight derivative, the recognition result of the line-of-sight derivative is used if the confidence level of the lane is less than the threshold value, Using the result;
(f) analyzing a speed, a steering angle, and a yaw motion using the obtained forward image to predict a traveling direction of the vehicle;
(g) determining normal driving or abnormal driving based on the lane recognition result, the sight line derivative recognition result, and the vehicle traveling direction prediction result; And
(h) warning a departure from the lane during abnormal driving as a result of the determination;
Wherein the vehicle is a vehicle.
상기 (b) 단계는 허프 변환이나 3차 곡선 형태(form)를 사용하고, 차선이 인식되지 않는 경우에 차선 인식 동작을 실행하지 않는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (b) uses a Hough transform or a cubic curve form, and does not execute the lane recognition operation when the lane is not recognized.
상기 (b) 단계에서 상기 차선의 인식 결과는 자동차 좌표계를 기준으로 차선까지의 오프셋(offset), 각도(Angle), 곡률(Curvature) 및 차선의 신뢰도(confidence level)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the recognition result of the lane in the step (b) includes an offset, an angle, a curvature, and a confidence level of a lane to a lane on the basis of a vehicle coordinate system. A method of warning of departure by lane through recognition of a derivative.
상기 (c) 단계에서 상기 시선 유도체의 인식 결과는 속도와 법규에 따른 곡률 반경(curvature radius)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the recognition result of the line-of-sight derivative in the step (c) includes a curvature radius according to a speed and a rule.
상기 (c) 단계는, 상기 획득된 전방 영상에 대해, 일정 크기의 노말 히스토그램(Normalized Histogram)(Hn)을 생성하고, 상기 노말 히스토그램에 대한 각 픽셀의 노말 그레이값(Normalized Gray Value)을 산출하며, 상기 노말 그레이 값에 근거해 HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 이용해 양상율(Aspect Ratio)을 산출하며, 산출된 양상율이 일정 기준 이하이면 가외치(Outlier)로 제외하고 일정 기준 이상의 가내치(Inlier)를 근거로 상기 시선 유도체를 인식하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
In the step (c), a normalized histogram Hn of a predetermined size is generated for the obtained forward image, a normalized gray value of each pixel of the normal histogram is calculated , The Aspect Ratio is calculated using Histogram of Oriented Gradient (HOG) based on the normal gray value. If the calculated aspect ratio is below a certain standard, it is excluded as an outlier, Inlier, the line-of-sight derivative is recognized based on the line-of-sight recognition.
상기 (c) 단계는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대해 샘플의 히스토그램(H)을 샘플 구성 픽셀 수(Ns)로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step (c) is performed by dividing the histogram (H) of the sample by the number of sample constituent pixels (Ns) for the normal histogram (Hn).
상기 (c) 단계는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대한 현재 픽셀(I'(x,y))의 노말 그레이 값(NGV)에 대해, 이전 픽셀(I(x,y))에서 Nomalization patch의 평균을 뺀 값을 분산의 2배 값(2*sigma)으로 나누고, 여기에 255를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step (c) comprises: comparing the normal gray value (NGV) of the current pixel (I '(x, y)) with the normal histogram (Hn) Dividing the value obtained by subtracting the average value by a value twice the variance (2 * sigma), and multiplying the value by 255, thereby calculating the line departure warning through visual line derivative recognition.
상기 (e) 단계에서 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이하지 않은 경우에, 상기 차선의 인식 결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the recognition result of the lane is used when the lane recognition result and the sight line derivative recognition result do not differ in the step (e).
상기 (g) 단계는, 상기 차선 인식부를 통해 인식한 차선의 곡률반경과 상기 시선유도체 인식부를 통해 인식한 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경을 비교하여 일정 기준 이상으로 차이가 있는 경우에, 상기 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경에 근거해 상기 차선의 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (g) comprises comparing the radius of curvature of the lane recognized by the lane recognition unit with the radius of curvature of the line of sight recognized by the line-of-sight recognition unit, And correcting the radius of curvature of the lane based on the curvature radius according to the aspect ratio of the line-of-sight derivative.
상기 (g) 단계는, 상기 차선 인식부를 통한 차선 인식 결과에서 차선 인식에 실패하였거나, 차선 인식 결과의 신뢰도(Confidence Level)가 임계치(Threshold) 범위보다 낮거나, 상기 시선유도체 인식부를 통해 시선 유도체를 인식하였음에도 불구하고 차선의 곡률반경이 일정 기준 이상으로 큰 경우에는 법이 정한 시선 유도체 적용 범위의 차선의 곡률반경을 적용하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
The step (g) may include a step of determining whether the lane recognition has failed in the lane recognition result through the lane recognition unit or the confidence level of the lane recognition result is lower than the threshold range, When the radius of curvature of the lane is greater than a predetermined standard, the radius of curvature of the lane of the lane of the scope of application of the line of sight specified by the law is applied.
상기 (g) 단계는, 상기 진행방향 예측부를 통한 차선의 곡률과 상기 차선 인식부를 통한 차선의 곡률이 임계치(Threshold) 범위 내에서 다를 경우에 비정상 주행으로 판단하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (g) determines that the vehicle is in an abnormal driving when the curvature of the lane through the lane recognition unit is different from the curvature of the lane through the lane recognition unit, Leak warning method.
상기 획득된 전방 영상에서 차선을 인식하는 차선 인식부;
상기 획득된 전방 영상에서 시선 유도체를 인식하는 시선유도체 인식부;
상기 획득된 전방 영상을 이용해 속도와 조향각, 요우(Yaw) 모션을 분석하여 차량의 진행 방향을 예측하는 진행방향 예측부;
상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이한지를 비교하여 상이한 경우, 차선의 신뢰도(Confidence Level)가 임계값보다 작으면 상기 시선 유도체의 인식 결과를 사용하고, 차선의 신뢰도가 임계값보다 크면 상기 차선의 인식 결과를 사용하며, 차로 이탈을 경고하도록 제어하는 제어부;
상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과 및 상기 차량 진행방향 예측 결과를 바탕으로 정상 주행 또는 비정상 주행을 판단하는 정상주행 판단부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 경고음을 출력하거나, 경고를 표시하는 경고부;
를 포함하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
An image acquiring unit for acquiring a forward image by capturing a forward image with a camera;
A lane recognition unit for recognizing a lane in the obtained forward image;
A visual line derivative recognizing unit for recognizing a visual line derivative in the obtained front image;
A traveling direction predicting unit for predicting a traveling direction of the vehicle by analyzing a speed, a steering angle, and a yaw motion using the obtained forward image;
The recognition result of the lane marker is different from the recognition result of the lane marker, and if the confidence level of the lane is less than the threshold value, the recognition result of the line indicator is used and the reliability of the lane marker is less than the threshold value A control unit for using the recognition result of the lane, and controlling the warning to depart from the lane;
A normal driving determination unit for determining a normal driving or an abnormal driving based on the lane recognition result, the sight line derivative recognition result, and the vehicle traveling direction prediction result; And
An alarm unit for outputting a warning sound or displaying a warning according to the control of the control unit;
Of the vehicle is detected.
상기 차선의 인식 결과는, 자동차 좌표계를 기준으로 차선까지의 오프셋(offset), 각도(Angle), 곡률(Curvature) 및 차선의 신뢰도(confidence level)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
The method of claim 12,
Wherein the recognition result of the lane includes an offset, an angle, a curvature and a confidence level of the lane to the lane on the basis of the automobile coordinate system. Exit warning system.
상기 시선 유도체 인식부는, 상기 획득된 전방 영상에 대해, 일정 크기의 노말 히스토그램(Normalized Histogram)(Hn)을 생성하고, 노말 히스토그램에 대한 각 픽셀의 노말 그레이값(Normalized Gray Value)을 산출하며, HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 이용해 양상율(Aspect Ratio)을 산출해 일정 기준 이하이면 가외치(Outlier)로 제외하고 일정 기준 이상의 가내치(Inlier)를 근거로 시선 유도체를 인식하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
The method of claim 12,
The gaze derivative recognizing unit generates a normalized histogram Hn of a predetermined size for the obtained forward image and calculates a normalized gray value of each pixel with respect to the normal histogram, Wherein the aspect ratio is calculated using a histogram of an orientated gradient and is excluded as an outlier if it is less than a predetermined standard and the visual line derivative is recognized based on an inlier of a predetermined standard or more, Lane Departure Warning System through Derivative Recognition.
상기 시선유도체 인식부는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대해 샘플의 히스토그램(H)을 샘플 구성 픽셀 수(Ns)로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
15. The method of claim 14,
Wherein the visual line derivative recognizing section calculates the histogram derivative H of the sample by dividing the histogram H of the sample by the number of sample constituent pixels Ns with respect to the normal histogram Hn.
상기 시선유도체 인식부는, 상기 노말 히스토그램(Hn)에 대한 현재 픽셀(I'(x,y))의 노말 그레이 값(NGV)에 대해, 이전 픽셀(I(x,y))에서 Nomalization patch의 평균을 뺀 값을 분산의 2배 값(2*sigma)으로 나누고, 여기에 255를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
15. The method of claim 14,
The visual line derivative recognizing unit recognizes an average of the nominalization patch in the previous pixel I (x, y) with respect to the normal gray value NGV of the current pixel I '(x, y) with respect to the normal histogram Hn (2 * sigma), and multiplying this value by 255. The system according to claim 1, wherein the difference is calculated by dividing the value by 2 times the variance (2 * sigma).
상기 제어부는, 상기 차선의 인식 결과와 상기 시선 유도체의 인식 결과가 상이하지 않은 경우에, 상기 차선의 인식 결과를 사용하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
The method of claim 12,
Wherein the control unit uses the lane recognition result when the lane recognition result does not differ from the sight line derivative recognition result.
상기 제어부는, 상기 차선 인식부를 통해 인식한 차선의 곡률반경과 상기 시선유도체 인식부를 통해 인식한 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경을 비교하여 일정 기준 이상으로 차이가 있는 경우에, 상기 시선 유도체의 양상율에 따른 곡률반경에 근거해 상기 차선의 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
The method of claim 12,
Wherein the controller compares the radius of curvature of the lane recognized by the lane recognition unit with the radius of curvature of the line of sight derivative recognized through the line of sight recognition unit, And corrects the radius of curvature of the lane based on the radius of curvature in accordance with the aspect ratio.
상기 제어부는, 상기 차선 인식부를 통한 차선 인식 결과에서 차선 인식에 실패하였거나, 차선 인식 결과의 신뢰도(Confidence Level)가 임계치(Threshold) 범위보다 낮거나, 상기 시선유도체 인식부를 통해 시선 유도체를 인식하였음에도 불구하고 차선의 곡률반경이 일정 기준 이상으로 큰 경우에는 법이 정한 시선 유도체 적용 범위의 차선의 곡률반경을 적용하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
The method of claim 12,
Wherein the control unit determines that the lane recognition is unsuccessful in the lane recognition result through the lane recognition unit or that the confidence level of the lane recognition result is lower than the threshold range or the visual line derivation is recognized through the visual line recognition unit And when the radius of curvature of the lane is larger than a predetermined standard, the radius of curvature of the lane of the lane of the scope of application of the line of sight specified by the law is applied.
상기 정상주행 판단부는, 상기 진행방향 예측부를 통한 차선의 곡률과 상기 차선 인식부를 통한 차선의 곡률이 임계치(Threshold) 범위 내에서 다를 경우에 비정상 주행으로 판단하는 것을 특징으로 하는 시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템.
The method of claim 12,
Wherein the normal driving determination unit determines that the vehicle is in an abnormal driving when the curvature of the lane through the lane recognition unit is different from the curvature of the lane through the lane recognition unit. Exit warning system.
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