KR20160017215A - 차량 안전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 안전 시스템에 대한 것으로서, 특히 선행 차량과의 추돌을 방지하고 교통신호등의 색상을 감지하여 사용자에게 경고하며 사용자 차량 주변의 물체와의 충돌을 방지하는 차량 안전 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광의 세기를 기반으로 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 산출하여 선행 차량과의 추돌을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상을 감지하고 이를 사용자에게 환기시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상이 적색일 경우, 사용자 차량을 정지시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자 차량 주변의 영상과 적외선 센서로부터 사용자 차량 주변 물체와 사용자 차량간의 거리를 연산하고 일정거리 이내일 경우 차량을 정지시켜 사용자 차량과 물체와의 충돌을 방지할 수 있다.

Description

차량 안전 시스템{SAFETY SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량 안전 시스템에 대한 것으로서, 특히 선행 차량과의 추돌을 방지하고 교통신호등의 색상을 감지하여 사용자에게 경고하며 사용자 차량 주변의 물체와의 충돌을 방지하는 차량 안전 시스템에 관한 것이다.
궁극적으로 가장 안전한 차량은 인간의 조작 실수 혹은 태만에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 자율주행 자동차(autonomous vehicle) 혹은 무인자동차 (driverless vehicle)이다. 무인 자동차는 운전자의 조작 없이 자동차 스스로 주행환경을 인식하여 목표지점까지 운행할 수 있는 자동차로써 로봇 및 컴퓨터공학, GPS, 정밀 센서, 전자제어 등 첨단 기술의 발전에 힘입어 그에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있는 중이다. 최근에는 운전자가 부재 상황 혹은 부주의 시의 돌발사고 방지를 위하여 차량에 여러 지능형 센서들을 장착하는 추세를 보이고 있다. 카메라를 이용한 영상처리, 초음파 sensor를 사용한 앞차와의 거리 유지, 그리고 충돌방지를 위한 radar sensor를 장착하는 등 차량은 좀 더 사람의 감각기능처럼 동작하도록 발전하고 있다. 무인 자율 주행 시스템의 가장 큰 주안점은 안전이다. 이 시스템이 사용자에게 어느 정도의 안전을 제공하느냐에 따라 무인자동차의 성공이 달려 있다고 할 수 있다. Volvo는 적외선 sensor를 이용한 "City Safety" 시스템을 도입하여 저속 주행 시의 차량 간 충돌 방지를 도모하였다. Daimler AG(다임러그룹)은 차량 내부의 camera, radar 등의 sensor를 활용하여 운전자의 별다른 조작 없이 100km 거리를 달리도록 하는 실험에 성공했다고 밝혔다.
하지만, 현재 이러한 기술들은 실험 단계에 있거나 실질적으로 적용하기에는 안전성이 높지 않아, 사용자에게 보다 높은 안정성을 제공할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0352423호(1996.01.26. 공개)
본 발명의 목적은 외부 요인으로부터 차량의 안전을 보장할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광을 수광하며 사용자 차량에 구비된 수광 모듈과, 상기 수광 모듈에서 수광된 광의 세기로부터 상기 선행 차량과 상기 사용자 차량 간의 거리를 연산하는 추돌 방지 거리 연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템을 제공한다.
상기 수광 모듈은 포토 다이오드를 포함하며, 상기 포토 다이오드 상에는 콜리메이트 렌즈가 구비된다.
상기 수광 모듈에서 수광된 광의 세기에 의해 연산된 선행 차량과 사용자 차량간의 거리(
Figure pat00001
)는
Figure pat00002
이며, 상기
Figure pat00003
는 상기 수광 모듈의 센서값이다.
상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따라 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 제어 모듈을 포함한다. 상기 차량 제어 모듈은, 상기 사용자로부터 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 입력받는 속도 설정 모듈과, 상기 속도 설정 모듈에서 입력받은 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 저장하는 거리 정보 테이블, 및 상기 추돌 방지 거리 연산 모듈에서 연산된 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 상기 거리 정보 테이블과 매칭시켜 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 속도 제어 모듈을 포함한다.
상기 사용자 차량의 전방에 위치한 교통신호등의 점등 색상을 감지하는 교통신호등 감지 모듈을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 교통신호등 감지 모듈은, 상기 사용자 차량의 전방 영상 정보를 획득하는 교통신호등 감지 카메라 모듈과, 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등을 탐색하고 탐색된 교통신호등의 색상을 감지하는 색상 감지 모듈을 포함한다.
상기 색상 감지 모듈은 상기 교통신호등의 색상을 범위로 설정하고, 상기 색상 감지 모듈에서 감지되는 일정 범위의 색상은 하나의 색상으로 결정한다. 상기 교통신호등 감지 모듈은 감지된 색상을 사용자에게 표시하는 색상 표시 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 색상 표시 모듈은 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등 색상영역을 표시한다.
상기 차량 속도 제어 모듈은, 상기 색상 감지 모듈이 감지한 교통신호등의 색상이 적색이며, 해당 교통신호등과 사용자 차량간의 거리가 일정거리 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시킨다.
또한, 본 발명은 상기 사용자 차량 주변의 물체를 감지하는 주변 감시 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 주변 감시 모듈은, 상기 사용자 차량의 주변으로부터 영상을 획득하는 주변 감시 카메라 모듈과, 상기 사용자 차량의 주변에 위치한 물체를 탐지하는 주변 감시 센서 모듈, 및 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상과 상기 주변 감시 센서 모듈에서 획득된 센서값을 기반으로 상기 사용자 차량과 물체와의 거리를 연산하는 주변 거리 연산 모듈을 포함한다.
상기 주변 거리 연산 모듈은 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상에 블록들을 이용하여 화면 전체를 크기 별로 탐색하여 영역들의 밝기 차이로 구분하여 학습한 후, AdaBoost 알고리즘을 이용하여 가중치를 부여하고 약분류기들을 결합해 강한 분류기를 생성한다. 상기 주변 거리 연산 모듈에서 상기 주변 감시 카메라 모듈과 물체간의 거리(
Figure pat00004
)는
Figure pat00005
이며, 상기
Figure pat00006
는 물체가 인식된 사각형의 넓이이다.
상기 차량 속도 제어 모듈은, 상기 주변 거리 연산 모듈이 감지한 물체와 사용자 차량간의 거리가 일정범위 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시킨다.
본 발명은 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광의 세기를 기반으로 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 산출하여 선행 차량과의 추돌을 방지할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상을 감지하고 이를 사용자에게 환기시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 차량 전방의 교통신호등 색상이 적색일 경우, 사용자 차량을 정지시켜 사용자의 안전을 도모할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 차량 주변의 영상과 적외선 센서로부터 사용자 차량 주변 물체와 사용자 차량간의 거리를 연산하고 일정거리 이내일 경우 차량을 정지시켜 사용자 차량과 물체와의 충돌을 방지할 수 있는 차량 안전 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 하드웨어 블록 다이어그램.
도 3은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에 적용된 포토 다이오드의 개략 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 센서값에 따른 선행 차량과 사용자 차량간의 거리 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 실험 환경을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 LED 개수에 따른 측정가능 범위를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 색상 표시 모듈을 표시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 주변 거리 연산 모듈의 거리 연산 알고리즘 개념도.
도 9는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 사용자 차량의 우회전 시 사람 검출 및 거리 연산 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 인식영역에 따른 거리값 측정 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 하드웨어 블록 다이어그램이다.
본 발명에 따른 차량 안전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 선행 차량과 사용자 차량의 거리를 연산하는 추돌방지 모듈(100)과, 교통신호등의 색상을 감지하는 교통신호등 감지 모듈(200), 사용자 차량의 주변 물체를 감지하는 주변 감시 모듈(300) 및, 추돌방지 모듈(100)과 교통신호등 감지 모듈(200) 및 주변 감시 모듈(300) 중 적어도 어느 하나에서 수집된 정보를 기반으로 사용자 차량을 제어하는 차량 제어 모듈(400)을 포함한다. 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 사용자 차량의 외부에 장착된 포토 다이오드 센서값이 차량의 MCU(Micro Controller Unit)로 전송되고, MCU에서는 이를 거리로 환산한 뒤 블루투스 통신을 통해 스마트폰으로 전송한다. 스마트폰 자체에 내장된 카메라와 OTG(On The Go)Cable로 연결되어있는 Dual UCV Camera의 영상정보는 스마트폰의 AP(Application Processor, 여기서는 Nvidia사의 Tegra 3 T30L사용)으로 전송되며 MCU와 AP로 들어오는 값들을 종합적으로 처리하여 위험사항에 대해 경고를 하도록 구성되어 있다.
추돌 방지 모듈은 선행 차량의 테일램프에서 조사되는 광으로 해당 선행 차량과의 거리를 연산하여 추돌을 방지한다. 이를 위해서 추돌 방지 모듈은 추돌 방지 센서 모듈(110)과 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)을 포함한다.
추돌 방지 센서 모듈(110)은 선행 차량과의 거리를 연산하기 위한 정보를 수집하기 위한 것으로서, 선행 차량의 테일램프에서 조사되는 광을 수광하는 수광 모듈을 포함한다.
수광 모듈은 포토 다이오드(photo diode)를 포함하며, 선행 차량의 테일램프에서 조사되는 광을 수광한다. 일반적으로 광원으로부터 거리가 멀어질수록 광의 세기는 감소된다. 또한, 포토 다이오드는 광의 세기에 따라 전압이 달라지는 특성을 가지고 있다. 따라서, 포토 다이오드의 아날로그 출력을 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)로 전송하고 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)은 이를 처리한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에 적용된 포토 다이오드의 개략 단면도이다.
또한, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 수광 모듈인 포토 다이오드(110) 상에 콜리메이트 렌즈(Collimate Lens, 112)를 구비하여 수집되는 광의 양을 집중시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 센서값에 따른 선행 차량과 사용자 차량간의 거리 그래프이다.
추돌 방지 거리 연산 모듈(120)은 센서 모듈로부터 수집된 정보를 기반으로 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 연산한다. 여기서, 광원과 센서와의 거리(
Figure pat00007
), 즉, 선행 차량과의 거리는 도 4와 같이 나타났으며, 이를 수학식으로 나타내면 아래의 수학식 1과 같다.
Figure pat00008
수학식 1에서
Figure pat00009
는 센서 값이다.
한편, 본 발명에서 추돌 방지 거리 연산 모듈(120)은 차량의 MCU를 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템의 실험 환경을 도시한 도면이다.
수학식 1의 정확성 및 신뢰성을 확인하기 위해서 본 발명은 도 5와 같은 실험환경을 구성하였다. 선행 차량의 테일 램프인 LED와 사용자 차량의 포토 다이오드 사이의 거리를 20cm에서 100cm로 변화시키며 수학식 1로 계산한 거리를 LCD로 출력하였다. 도 5는 시행된 여러 번의 테스트중 거리가 50cm인 경우이다. 이 경우뿐만 아니라 다른 거리에서 측정된 경우의 결과들도 오차는 크지 않았다. 이는 LED와 포토 다이오드를 이용하여 거리를 계산해 낼 수 있음을 의미한다.
도 6은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 LED 개수에 따른 측정가능 범위를 나타낸 그래프이다.
실제 차량에 적용하기 위해서는 측정 가능한 범위가 어느 정도 보장되어야 할 것이다. 도 6을 참조하면, 사용된 LED 개수가 많을수록 측정거리 또한 늘어나는 것을 보여주고 있다. 또한, 도출된 그래프 모두 지수형 그래프꼴을 보이고 있으므로 여러개의 LED를 통해 측정 가능한 거리 확장이 가능 하다는 것을 보여주고 있다.
차량 제어 모듈(400)은 거리 연산 모듈에서 연산된 선행 차량과의 거리를 기반으로 사용자 차량을 제어한다. 이러한 차량 제어 모듈(400)은 속도 설정 모듈과, 거리 정보 테이블, 차량 속도 제어 모듈을 포함한다.
속도 설정 모듈은 사용자로부터 선행 차량과의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 입력받아 설정한다. 즉, 선행 차량과의 거리에 따라 사용자 차량의 속도를 정의한다. 예를 들어, 사용자 차량과 선행 차량과의 거리가 50미터~70미터 일 경우 사용자 차량의 속도는 시속 50Km가 되도록 설정하고, 사용자 차량과 선행 차량과의 거리가 30미터~50미터 일 경우 사용자 차량의 속도는 시속 30km가 되도록 설정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 사용자 차량과 선행 차량과의 거리가 10미터 이내일 경우 사용자 차량의 속도는 시속 0Km, 즉, 긴급 정지를 하도록 설정할 수 있다. 물론, 긴급 정지 시 후방 차량의 주의를 환기시키기 위해서 비상등이 점멸되도록 하는 것이 바람직하다.
거리 정보 테이블은 속도 설정 모듈에서 설정된 사용자 차량과 선행 차량과의 거리에 따른 사용자 차량의 속도를 저장한다.
차량 속도 제어 모듈은 거리 연산 모듈에서 연산된 선행 차량과의 거리를 기반으로 사용자 차량의 속도를 제어한다. 상세하게 차량 속도 제어 모듈은 거리 연산 모듈에서 연산된 선행 차량과의 거리를 거리 정보 테이블에 저장된 사용자 차량과 선행 차량과의 거리에 따른 사용자 차량의 속도와 비교하여 차량 속도를 제어한다.
교통신호등 감지 모듈(200)은 교통신호등을 감지하여 감지된 교통신호등의 색상을 기반으로 사용자 차량을 제어한다. 이에 따라, 교통신호등 감지 모듈(200)은 교통신호등을 감지하는 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)과, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)에서 감지된 교통신호등의 색상을 감지하는 색상 감지 모듈(220)을 포함한다.
교통신호등 감지 카메라 모듈(210)은 차량의 전방으로부터 영상 정보를 수집한다.
색상 감지 모듈(220)은 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)에서 수집된 영상 정보에서 교통신호등을 감지하고 감지된 교통신호등의 색상을 감별한다. 이를 위해서 색상 감지 모듈(220)은 색상이 미리 저장된 색상 테이블로부터 교통신호등의 색상을 감별한다. 색상 테이블에는 색상 감지 모듈(220)이 감별한 색상의 범위에 대한 최종 색상값이 저장된다. 이에 따라서, 서로 일정하지 않은 교통신호등의 색상을 범위로 설정하여 색상 감지 모듈(220)에서 감지되는 일정 범위의 색상은 모두 하나의 색상으로 결정한다.
또한, 본 발명에 따른 교통신호등 감지 모듈(200)은 감지된 색상을 사용자에게 표시하는 색상 표시 모듈을 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 색상 표시 모듈을 표시한 것이다.
색상 표시 모듈은 교통신호등 감지 모듈(200)이 영상 정보로부터 최종적인 교통신호등 색상을 감지한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 교통신호등 색상을 사용자에게 표시한다. 이때, 색상 표시 모듈은 임의적으로 색상을 생성하여 표시하는 것이 아니라, 획득된 영상 정보로부터 교통신호등 색상영역을 표시한다. 또한, 표시된 교통신호등 색상영역은 사용자의 주의를 환기시키기 위해서 깜박이는 것이 효과적이다. 본 발명에서 색상 표시 모듈이 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)이 획득한 영상 정보에서 교통신호등 색상영역만을 표시하는 것은 사용자가 교통신호등 색상을 최종적으로 확인하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 사용자 차량과 교통신호등과의 거리를 연산하는 교통신호등 거리 연산 모듈을 포함한다. 여기서, 교통신호등 거리 연산 모듈은 획득된 영상 정보로부터 교통신호등이 탐지되면 탐지된 교통신호등과 사용자 차량과의 거리를 연산한다. 또한, 전술된 차량 속도 제어 모듈은 색상 감지 모듈(220)에서 교통신호등이 적색으로 판별되고 교통신호등 거리 연산 모듈에서 교통신호등과 사용자 차량간의 거리가 일정거리 이내일 경우 사용자 차량을 정지시킬 수 있다. 물론, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)에서 교통신호등의 색상이 탐지되었다는 것은 해당 교통신호등과 사용자 차량이 근접해 있다는 것이므로, 본 발명은 교통신호등 거리 연산 모듈을 생략하고 색상 감지 모듈(220)이 교통신호등의 색상을 적색으로 판단하면 차량 속도 제어 모듈이 사용자 차량을 정지시킬 수도 있다.
한편, 본 실시예는 교통신호등 감지 모듈(200)로 스마트폰을 이용한다. 이에 따라서, 전술된 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)은 스마트폰의 후방에 구비된 카메라를 이용하며, 색상 감지 모듈(220)은 스마트폰에 어플리케이션의 형태로 구비되는 것을 예시한다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 교통신호등 감지 모듈(200)이 별도의 스마트폰에 구비되지 않고 차량에 내장(예를 들어, MCU)될 수도 있다.
주변 감시 모듈(300)은 차량 회전 시 주변을 감시하기 위한 것으로서, 차량의 주변으로부터 영상 정보를 수집하는 주변 감시 카메라 모듈(310)과, 차량 주변의 물체를 감지하는 주변 감시 센서 모듈(320) 및 수집된 정보를 기반으로 사용자 차량과의 거리를 연산하는 주변 거리 연산 모듈(330)을 포함한다.
주변 감시 카메라 모듈(310)은 차량의 주변으로부터 영상 정보를 수집하며, 본 실시예에서는 주변 감시 카메라 모듈(310)로 차량 외장에 설치된 두 대의 UVC 카메라를 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 주변 감시 카메라 모듈(310)로 전술된 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)을 이용할 수도 있다. 물론, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)만으로는 사용자 차량의 주변을 감시하는데 한계가 있으므로, 교통신호등 감지 카메라 모듈(210)과 UCV 카메라를 함께 사용하는 것이 효과적이다.
주변 감시 센서 모듈(320)은 주변 감시 카메라 모듈(310)과 함께 차량 주변의 물체를 감지하기 위한 것으로서, 적외선 센서를 포함한다. 여기서, 주변 감시 센서 모듈(320) 역시 전술된 추돌 방지 센서 모듈(110)을 이용할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 주변 거리 연산 모듈(330)의 거리 연산 알고리즘 개념도이다.
주변 거리 연산 모듈(330)은 주변 감시 카메라 모듈(310)에서 획득된 영상 정보와 주변 감시 센서 모듈(320)에서 획득된 정보를 기반으로 사용자 차량과의 거리를 연산한다. 본 발명에서는 주변 감시를 위해서 획득된 영상에서 얼굴을 검출한다. 얼굴 검출 과정은 도 8에 도시된 바와 같이, 블록들을 이용하여 화면 전체를 크기 별로 탐색하여 영역들의 밝기 차이로 구분하여 학습한다. 이후, AdaBoost 알고리즘을 이용하여 가중치를 부여하고 약분류기들을 결합해 강한 분류기를 생성한다. 본 발명은 이러한 방법으로 짧은 시간 안에 데이터 수집이 가능하여 동영상에서 유용성이 아주 뛰어나다.
도 9는 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 사용자 차량의 우회전 시 사람 검출 및 거리 연산 예시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 차량 안전 시스템에서 인식영역에 따른 거리값 측정 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 사용자 차량 주변의 물체를 검출하고 거리를 산출하며 이를 이용하여 사전에 만들어놓은 데이터를 토대로 인식된 사람을 거리에 따라 구분할 수 있어 경고 메시지를 통해 운전자에게 주의를 환기시킬 수 있다.
도 9에서 인식된 사람의 왼쪽 상부의 값과 오른쪽 하부의 좌표를 이용하여 검출된 영역의 넓이와 물체와 카메라 간의 거리를 아래의 수학식 2로 나타내었다.
Figure pat00010
수학식 2에서
Figure pat00011
는 사람과 카메라 간의 거리이며,
Figure pat00012
는 사람이 인식된 사각형의 넓이이다. 수학식 2를 이용하여 도 10과 같이 거리와 사각형 넓이와의 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있었다.
도 10을 참조하면, 거리에 따른 탐지 영역의 평균 넓이가 선형적인 결과에서 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이는 이 기능을 이용하여 카메라와 물체 사이의 거리 측정이 가능하고 이 정보를 가공하여 운전자에게 차량 주변, 특히 사각지대의 정보를 효과적으로 전달할 수 있다. 또한, 사용자 차량과 물체와의 거리가 일정범위 이내가 되면 전술된 차량 속도 제어 모듈은 차량을 정지시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 접근하는 물체의 거리에 따른 경고 시스템으로 구현하였지만 이러한 정보를 바탕으로 궁극적으로 위험 상황을 인지하여 차량의 속도를 제어할 수 있어야 할 것이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 추돌방지 모듈 110: 추돌 방지 센서 모듈
111: 포토 다이오드 112: 콜리메이트 렌즈
120: 추돌 방지 거리 연산 모듈 200: 교통신호등 감지 모듈
210: 교통신호등 감지 카메라 모듈 220: 색상 감지 모듈
300: 주변 감시 모듈 310: 주변 감시 카메라 모듈
320: 주변 감시 센서 모듈 330: 주변 거리 연산 모듈
400: 차량 제어 모듈

Claims (16)

  1. 선행 차량의 테일램프에서 방출되는 광을 수광하며 사용자 차량에 구비된 수광 모듈과,
    상기 수광 모듈에서 수광된 광의 세기로부터 상기 선행 차량과 상기 사용자 차량 간의 거리를 연산하는 추돌 방지 거리 연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 모듈은 포토 다이오드를 포함하며,
    상기 포토 다이오드 상에는 콜리메이트 렌즈가 구비된 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수광 모듈에서 수광된 광의 세기에 의해 연산된 선행 차량과 사용자 차량간의 거리(
    Figure pat00013
    )는
    Figure pat00014
    이며,
    상기
    Figure pat00015
    는 상기 수광 모듈의 센서값인 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따라 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 차량 제어 모듈은,
    상기 사용자로부터 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 입력받는 속도 설정 모듈과,
    상기 속도 설정 모듈에서 입력받은 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리에 따른 사용자 차량 속도를 저장하는 거리 정보 테이블, 및
    상기 추돌 방지 거리 연산 모듈에서 연산된 상기 선행 차량과 사용자 차량간의 거리를 상기 거리 정보 테이블과 매칭시켜 사용자 차량의 속도를 제어하는 차량 속도 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 사용자 차량의 전방에 위치한 교통신호등의 점등 색상을 감지하는 교통신호등 감지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 교통신호등 감지 모듈은,
    상기 사용자 차량의 전방 영상 정보를 획득하는 교통신호등 감지 카메라 모듈과,
    상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등을 탐색하고 탐색된 교통신호등의 색상을 감지하는 색상 감지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 색상 감지 모듈은 상기 교통신호등의 색상을 범위로 설정하고, 상기 색상 감지 모듈에서 감지되는 일정 범위의 색상은 하나의 색상으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 교통신호등 감지 모듈은 감지된 색상을 사용자에게 표시하는 색상 표시 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 색상 표시 모듈은 상기 교통신호등 감지 카메라 모듈에서 획득된 영상 정보에서 교통신호등 색상영역을 표시하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 차량 속도 제어 모듈은,
    상기 색상 감지 모듈이 감지한 교통신호등의 색상이 적색이며, 해당 교통신호등과 사용자 차량간의 거리가 일정거리 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시키는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 사용자 차량 주변의 물체를 감지하는 주변 감시 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 주변 감시 모듈은,
    상기 사용자 차량의 주변으로부터 영상을 획득하는 주변 감시 카메라 모듈과,
    상기 사용자 차량의 주변에 위치한 물체를 탐지하는 주변 감시 센서 모듈, 및
    상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상과 상기 주변 감시 센서 모듈에서 획득된 센서값을 기반으로 상기 사용자 차량과 물체와의 거리를 연산하는 주변 거리 연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 주변 거리 연산 모듈은 상기 주변 감시 카메라 모듈에서 획득된 영상에 블록들을 이용하여 화면 전체를 크기 별로 탐색하여 영역들의 밝기 차이로 구분하여 학습한 후, AdaBoost 알고리즘을 이용하여 가중치를 부여하고 약분류기들을 결합해 강한 분류기를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 주변 거리 연산 모듈에서 상기 주변 감시 카메라 모듈과 물체간의 거리(
    Figure pat00016
    )는
    Figure pat00017
    이며,
    상기
    Figure pat00018
    는 물체가 인식된 사각형의 넓이인 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 차량 속도 제어 모듈은,
    상기 주변 거리 연산 모듈이 감지한 물체와 사용자 차량간의 거리가 일정범위 이내일 경우, 상기 사용자 차량을 정지시키는 것을 특징으로 하는 차량 안전 시스템.
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