KR20160022633A - 주행 안전을 위한 차량 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안전주행 방법은, 적외선과 가시광선 영상을 차례로 촬영하는 제1단계; 상기 촬영한 적외선과 가시광 영상을 영상인식 비교모듈로 전송하는 제2단계; 상기 영상인식 비교모듈에서 적외선과 가시광선 영상을 고주파 통과 필터를 사용하여 엣지에 대한 주파수만 남기는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 처리된 주파수 대역 분포를 비교하여 차이가 일정 레벨 이상이면 안개 상황으로 판단하는 제4단계; 를 포함한다.

Description

주행 안전을 위한 차량 제어방법{VEHICLE CONTROL METHOD FOR SAFETY DRIVING}
본 발명은 가시광선과 적외선을 교대로 고속 촬영하여 안개상황을 인지하고 안개상황이 되면 안개등 점등, 속도 제한 및 능동 위험물 회피 주행을 실시할 수 있도록 한 주행 안전을 위한 차량 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 안개가 자욱한 도로 환경에서 가시거리가 1m로 짧아질 경우 차량 안전에 위협적이다. 차량 운전 시 짙은 안개, 폭우, 폭설 등의 상황에서는 가시거리 및 주행안전 확보가 어려워 사고로 이어질 수 있다. 이러한 상황을 대비하여 운전자의 시야를 확보하기 위한 방안으로 광각 카메라나 다중 카메라를 이용하여 운전자의 시야각을 확대하거나 차선 및 장애물 인지 센서를 이용하여 운전 중에 발생하는 위험 상황을 운전자에게 알려주는 차량 적용 기술들이 제안되고 있다. 하지만 이러한 기술들은 여전히 안개, 폭우, 폭설 등의 상황에서 시야 확보에 어려움이 있다.
한편, 안전 운행 시스템의 일례로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0008126호는 "기후환경에 최적화하여 운전자의 시각을 최대한 확보시켜주는 안전 운전 보조 기능"을 개시한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 가시광선과 적외선을 교대로 고속 촬영하여 안개상황을 인지하고 안개상황이 되면 안개등 점등, 속도 제한 및 능동 위험물 회피 주행을 실시할 수 있도록 한 주행 안전을 위한 차량 제어방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 주행 안전을 위한 차량 제어방법은, 적외선과 가시광선 영상을 차례로 촬영하는 제1단계; 상기 촬영한 적외선과 가시광 영상을 영상인식 비교모듈로 전송하는 제2단계; 상기 영상인식 비교모듈에서 적외선과 가시광선 영상을 고주파 통과 필터를 사용하여 엣지에 대한 주파수만 남기는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 처리된 주파수 대역 분포를 비교하여 차이가 일정 레벨 이상이면 안개 상황으로 판단하는 제4단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제4단계 이후 위험물 판단 모듈에서 차속 정보를 이용하여 저속, 중속, 고속에 따른 위험물 크기를 계산하고, 영상인식 비교모듈에서 전송받은 목표물 크기와 비교하여 속도별 목표물 크기 및 위험물 위치를 판단해서 능동 회피 위험물 모듈로 전송하는 제5단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제5단계에서 저속은 20㎞/h 미만, 중속은 20㎞/h 내지 60㎞/h, 고속은 60㎞/h 초과일 수 있다.
또한, 상기 가시광선과 적외선의 촬영은 60fps의 고속으로 촬영할 수 있다.
또한, 상기 제5단계 이후, 속도별 목표물 크기와 위험물 위치를 받아서 정지할 것인지 회피할 것인지를 판단하는 제6단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제6단계 이후, 구동/제동/조향 ECU로 판단 명령을 전송하는 제7단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적외선과 가시광선 영상의 촬영은 복수의 카메라에 의해 촬영될 수 있다.
또한, 상기 복수의 카메라로 적외선과 가시광선 영상을 동시에 촬영하고 이 촬영 영상의 위상차를 이용하여 삼각측량을 실시하여 장애물과 차량의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 안개 감지후 적외선 영역에서 물체인식 및 거리 측정을 위해 가시광/적외선, 적외선/적외선, 가시광/가시광의 3가지 프레임 영상을 복수의 카메라로 교대 촬영할 수 있다.
또한, 상기 제3단계에서 적외선과 가시광선 영상을 FFT후 고주파 통과 필터를 사용할 수 있다.
또한, 상기 가시광선과 적외선을 교대로 촬영하여 안개상황을 인지하고 안개상황이 되면 안개등 점등, 속도 제한 및 능동 위험물 회피 주행을 실시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 주행 안전을 위한 차량 제어방법에 의하면 가시광선과 적외선을 교대로 고속 촬영하여 안개상황을 인지하고 안개상황이 되면 안개등 점등, 속도 제한 및 능동 위험물 회피 주행을 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가시광 적외선 영상 취득 처리 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상처리 순서도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안개상황 감지 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 주행 안전을 위한 차량 제어방법은, 가시광선과 적외선을 교대로 고속 촬영하여 안개상황을 인지한다. 안개상황을 인지 시 안개등 자동점등 및 속도 제한 그리고 차량 속도 및 주행 방해 목적물의 크기에 따른 위험물 판단 등 능동 위험물 회피 주행이 가능하다.
여기에서, 가시광선과 적외선을 교대로 고속 촬영시 카메라의 고속 촬영 속도 즉, 초당 프레임수는 60fps 이다. 초당 프레임 수(FPS: Frame Per Second)는 비디오나 필름의 프레임(화면)이 바뀌는 속도를 초 단위로 나타내는 단위이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가시광 적외선 영상 취득 처리 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 주행 안전을 위한 차량 제어방법은, 영상을 촬영하는 제1단계와, 영상을 영상인식 비교모듈로 전송하는 제2단계와, 영상을 엣지에 대한 주파수만 남기는 제3단계와, 안개상황을 판단하는 제4단계를 포함한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상처리 순서도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안개상황 감지 순서도이다. 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 구체적으로 제1단계는 적외선과 가시광 영상의 촬영이 가능한 2대 또는 그 이상의 복수의 카메라로 적외선과 가시광 영상을 차례로 취득한다. 카메라는 장애물과 차량의 거리를 측정하기 위해 2대의 카메라가 동시에 촬영한다.
제2단계는, 제1단계의 다음 단계로서 촬영된 적외선과 가시광 영상은 영상인식 비교모듈로 전송된다. 안개상황일 경우 물체 인식이 불가능하기 때문에 적외선 촬영을 실시한다.
제3단계는, 제2단계의 다음 단계로서 촬영된 적외선과 가시광 영상은 영상인식 비교모듈로 전송되며 적외선과 가시광선 영상은 FFT후 고주파 통과 필터를 사용하여 엣지에 대한 주파수만 남긴다.
제4단계는, 제3단계의 다음 단계로서 제3단계에서 처리된 주파수 대역 분포를 비교하여 차이가 일정 레벨 이상이면 안개 상황으로 판단한다.
이때, 안개 상황으로 판단되면, 위험물 판단 모듈에서는 차속 정보를 이용하여 저속(20㎞/h 미만), 중속(20㎞/h 내지 60㎞/h), 고속(60㎞/h 초과)에 따른 위험물 크기를 계산하고, 영상인식 비교모듈에서 전송받은 목표물 크기와 비교하여 속도별 목표물 크기 및 위험물 위치를 판단해서 능동 회피 위험물 모듈로 전송하는 제5단계를 더 포함할 수 있다.
제5단계 이후 속도별 목표물 크기와 위험물 위치를 받아서 정지할 것인지 회피할 것인지 판단하여 구동/제동/조향 ECU로 명령을 전송하는 제6단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 장애물과 차량의 거리를 측정하기 위해 2대의 카메라에 동시에 촬영된 영상의 위상차를 이용하여 삼각측량을 실시한다. 그러나 안개 상황 등의 경우에는 물체 인식이 불가능하기 때문에 안개 감지후 적외선 영역에서 물체인식 및 거리 측정을 실시한다. 이를 위해서 가시광/적외선, 적외선/적외선, 가시광/가시광 등 3가지 프레임의 영상을 2대의 카메라로 교대 촬영한다. 카메라는 2대 이상의 복수의 카메라들로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 주행 안전을 위한 차량 제어방법의 구현을 위해 차량에 적외선 및 가시광 인식이 가능한 2대의 카메라와, 카메라에 의해 촬영한 영상을 처리할 수 있는 영상처리 ECU와, 구동/제동/조향ECU로 이루어지는 시스템을 구성할 수 있다. 영상처리 ECU는 안개상황 인식, 위험물 판단, 능동회피주행을 제어한다. 구동/제동/조향ECU는 전자제동 및 전동식 조향 ECU 이다. 한편, 차량의 전면 유리에 안개 상황시 적외선 판독 영상 출력할 수도 있다. 능동 회피 주행 명령은 통신 채널에 의해 이루어질 수 있다. 통신 채널의 예로는 이더넷(ETHERNET)을 들 수 있다. 이더넷은, 가장 대표적인 버스 구조 방식의 근거리통신망으로서 데이터 전송을 위해(CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)) 데이터를 보내려는 컴퓨터가 먼저 통신망이 사용 중인지 아닌지 검사한 후에 비어 있을 때 데이터를 보낸다. 통신망이 사용 중이면 일정시간을 기다린 후 다시 검사한다. 통신망이 사용 중인지는 전기적인 신호로 확인할 수 있다.
한편, 차량에 장착되는 적외선과 가시광의 인식이 가능한 카메라는 사물의 움직임을 자동으로 추적할 수 있는 광대역 카메라일 수 있다. 이러한 광대역 카메라는 팬-틸-줌(pan-tilt-zoom) 기능을 갖추고 360°고속으로 회전할 수 있다. 광대역 카메라는 상하 좌우 회전을 통한 전방위 및 광각 상태의 원거리와 줌 상태의 근거리의 전후 영상을 촬영할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 적외선과 가시광선 영상을 차례로 촬영하는 제1단계;
    상기 촬영한 적외선과 가시광 영상을 영상인식 비교모듈로 전송하는 제2단계;
    상기 영상인식 비교모듈에서 적외선과 가시광선 영상을 고주파 통과 필터를 사용하여 엣지에 대한 주파수만 남기는 제3단계; 및
    상기 제3단계에서 처리된 주파수 대역 분포를 비교하여 차이가 일정 레벨 이상이면 안개 상황으로 판단하는 제4단계;
    를 포함하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4단계 이후,
    위험물 판단 모듈에서 차속 정보를 이용하여 저속, 중속, 고속에 따른 위험물 크기를 계산하고, 영상인식 비교모듈에서 전송받은 목표물 크기와 비교하여 속도별 목표물 크기 및 위험물 위치를 판단해서 능동 회피 위험물 모듈로 전송하는 제5단계를 더 포함하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제5단계에서,
    저속은 20㎞/h 미만, 중속은 20㎞/h 내지 60㎞/h, 고속은 60㎞/h 초과인 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시광선과 적외선의 촬영은,
    60fps의 고속으로 촬영하는 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제5단계 이후, 속도별 목표물 크기와 위험물 위치를 받아서 정지할 것인지 회피할 것인지를 판단하는 제6단계를 더 포함하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제6단계 이후, 구동/제동/조향 ECU로 판단 명령을 전송하는 제7단계를 더 포함하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 적외선과 가시광선 영상의 촬영은 복수의 카메라에 의해 촬영되는 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수의 카메라로 적외선과 가시광선 영상을 동시에 촬영하고 이 촬영 영상의 위상차를 이용하여 삼각측량을 실시하여 장애물과 차량의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 안개 감지후 적외선 영역에서 물체인식 및 거리 측정을 위해 가시광/적외선, 적외선/적외선, 가시광/가시광의 3가지 프레임 영상을 복수의 카메라로 교대 촬영하는 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3단계에서,
    적외선과 가시광선 영상을 FFT후 고주파 통과 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시광선과 적외선을 교대로 촬영하여 안개상황을 인지하고 안개상황이 되면 안개등 점등, 속도 제한 및 능동 위험물 회피 주행을 실시하는 것을 특징으로 하는 주행 안전을 위한 차량 제어방법.
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