KR20160079512A - 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법 - Google Patents

실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법에 관한 것으로, 복수개의 기둥을 포함한 주차장에서 차량 전방에 대한 영상데이터를 획득하는 이미지센서, 영상데이터를 분석하여 복수개의 기둥 중 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출하고, 적어도 하나의 기둥에 대한 기둥면에 포함된 특징정보를 검출하여 차량의 위치를 추정하는 제어모듈을 포함할 수 있고, 다른 실시 예로도 적용이 가능하다.

Description

실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법{Apparatus and Method for Location Estimating of Vehicle in Indoor Parking Lot}
본 발명의 다양한 실시 예는 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 실내 주차장에 대한 영상데이터를 분석하여 복수개의 기둥 및 특징정보를 검출하여 상기 실내 주차장에 위치한 차량의 위치를 추정할 수 있는 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 운전자의 편의를 증대시키기 위한 다양한 운전자 지원 시스템이 개발되고 있다. 다양한 운전자 지원 시스템 중 네비게이션(Navigation) 시스템은 차량의 위치를 확인하여 차량의 위치를 지도데이터에 표시하는 기능을 수행한다.
상기와 같이 차량의 위치를 확인하기 위해서는 GPS(Global Positioning System)을 이용하는 것이 일반적이지만, 차량이 실내에 위치할 때에는 GPS를 이용하여 차량의 위치를 확인하는 것이 불가능한 문제점이 있다. 특히, 운전자가 차량의 주차를 위해 실내 주차장이나 지하 주차장에 진입하면 차량의 위치확인이 불가능하여 차량이 주차장의 어디쯤에 위치하는지 확인이 불가능한 문제점이 있다.
상기와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시 예들은 차량에 구비된 이미지센서에서 획득된 실내 주차장에 대한 영상데이터를 분석하여 확인된 실내 주차장에 위치한 복수개의 기둥 및 특징정보에 의해 실내 주차장에 위치한 차량의 위치를 추정할 수 있는 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 실내 주차장에 위치한 차량의 위치를 추정하여 자동 주행 시 차량의 주차를 용이하게 할 수 있는 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 위치추정장치는 복수개의 기둥을 포함한 주차장에서 차량 전방에 대한 영상데이터를 획득하는 이미지센서, 상기 영상데이터를 분석하여 상기 복수개의 기둥 중 상기 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출하고, 상기 적어도 하나의 기둥에 대한 기둥면에 포함된 특징정보를 검출하여 상기 차량의 위치를 추정하는 제어모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량이 위치한 주차장에 대한 지도데이터 및 상기 특징정보가 기 저장된 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 영상데이터에서 채도(saturation), 수직에지 및 가로에지를 기준으로 상기 적어도 하나의 기둥을 검출할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 지도데이터에 포함된 복수개의 기둥 중에서 상기 검출된 적어도 하나의 기둥에 대응되는 기둥을 검출하여 매핑하고, 상기 매핑된 기둥을 기준으로 상기 차량의 위치를 추정할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 영상데이터를 분석하여 적어도 하나의 기둥면에 포함된 문자, 색상을 포함하는 특징정보를 검출하고, 상기 지도데이터에서 상기 특징정보와 동일한 특징정보를 갖는 기둥의 위치로 상기 차량의 위치를 추정할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 위치추정방법은 복수개의 기둥을 포함한 주차장에서 차량 전방에 대한 영상데이터를 획득하는 단계, 상기 영상데이터를 분석하여 상기 주차장에 위치하는 복수개의 기둥 중 상기 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출하는 단계, 상기 복수개의 기둥에 대한 기둥면에 포함된 특징정보를 검출하는 단계, 상기 기둥과 특징정보를 이용하여 상기 차량의 위치를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 기둥을 검출하는 단계는 상기 영상데이터에서 채도, 수직에지 및 가로에지를 기준으로 상기 적어도 하나의 기둥을 검출할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 기둥을 검출하는 단계 이후에 상기 지도데이터에 포함된 복수개의 기둥 중에서 상기 검출된 적어도 하나의 기둥에 대응되는 기둥을 검출하여 매핑하는 단계, 상기 매핑된 기둥의 위치를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 특징정보를 검출하는 단계는 상기 적어도 하나의 기둥면에 포함된 문자, 색상을 포함하는 특징정보를 검출하는 단계일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 실내 주차장에서의 차량 위치추정장치 및 방법에 관한 것으로, 차량에 구비된 이미지센서에서 획득된 실내 주차장에 대한 영상데이터를 분석하여 확인된 실내 주차장에 위치한 복수개의 기둥 및 특징정보에 의해 실내 주차장에 위치한 차량의 위치를 추정할 수 있다.
또한, 본 발명은 실내 주차장에 위치한 차량의 위치를 추정하여 자동 주행 시 차량의 주차를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 위치추정장치의 주요구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주차장에 대한 영상데이터에서 기둥을 추출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량에서 기둥까지의 거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 위치추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 위치추정장치의 주요구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량 위치추정장치(100)는 통신모듈(110), 이미지센서(120), 입력모듈(130), 메모리(140) 및 제어모듈(150)을 포함할 수 있다.
통신모듈(110)은 CAN(Controller Area Network), CAN-FD(CAN with Flexible Data rate), FlexRay, MOST(Media Oriented Systems Transport), TT Ethernet(Time Triggered Ethernet) 등의 다양한 자 차량 내 통신을 통해 이미지센서(120), 입력모듈(130), 메모리(140) 및 제어모듈(150) 사이의 통신을 수행할 수 있다.
이미지센서(120)는 차량의 전방에 구비된 카메라일 수 있다. 이미지센서(120)는 제어모듈(150)의 제어에 의해 차량 전방에 대한 영상데이터를 획득하여 통신모듈(110)을 통해 제어모듈(150)로 제공할 수 있다.
입력모듈(130)은 외부로부터의 입력에 따른 제어신호를 생성하여 제어모듈(150)로 제공할 수 있다. 이를 위해, 입력모듈(130)은 키패드, 터치패드, 터치스크린 등의 입력장치로 형성될 수 있으며, 입력모듈(130)이 터치스크린으로 형성된 경우, 출력모듈(미도시)의 기능도 같이 수행할 수 있다.
메모리(140)는 차량 위치추정장치(100)를 동작시키기 위한 프로그램 등을 저장할 수 있다. 특히, 지도DB(141)에는 주차장에 대한 지도데이터를 기 저장될 수 있다. 특징정보DB(142)에는 주차장에 존재하는 기둥의 기둥면에 포함된 문자, 색상 등의 특징정보가 기 저장될 수 있다. 이때, 특징정보에 포함된 기둥의 위치는 지도데이터에 매핑될 수 있다.
제어모듈(150)은 이미지센서(120)에서 획득된 영상데이터를 분석하여 주차장에 존재하는 복수개의 기둥 중 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출할 수 있다. 제어모듈(150)은 검출된 기둥과 적어도 하나의 기둥에 대한 기둥면에 포함된 특징정보를 기반으로 차량의 위치를 추정할 수 있다. 이를 위해, 제어모듈(150)은 영상분석부(151), 위치추정부(152)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주차장에 대한 영상데이터에서 기둥을 추출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 영상분석부(151)는 이미지센서(120)에서 획득된 도 2의 (a)와 같은 영상데이터를 분석할 수 있다. 도 2의 (a)에서와 같이 주차장의 바닥과 천장은 주차공간에 비해 채도(saturation)가 낮기 때문에 영상분석부(151)는 영상데이터의 분석을 통해 도 2의 (b)와 같이 영상데이터에서 채도가 높은 영역 예컨대, 주차공간 및 주차공간을 지지하는 복수개의 기둥을 검출할 수 있다. 영상분석부(151)는 영상데이터에서 검출된 각 픽셀의 채도를 수직으로 누적하여 도 2의 (c)와 같이 채도의 변화량을 확인할 수 있다.
영상분석부(151)는 도 2의 (d)에서와 같이 영상데이터에서 세로방향의 수직에지를 계산하여 수직 성분이 강한 에지의 픽셀을 확인할 수 있다. 영상분석부(151)는 영상데이터의 수직에지와 영상데이터에서 검출된 채도 변화량을 이용하여 도 2의 (e)에서와 같이 주차장에 존재하는 복수개의 기둥에 대한 수직선분을 도출할 수 있고, 영상데이터의 유색 영역을 중심으로 가로방향의 수직에지를 계산하여 기둥을 검출할 수 있다.
위치추정부(152)는 영상분석부(151)에서 검출된 기둥을 기준으로 이미지센서로부터 영상데이터에서 검출된 기둥까지의 각도 및 거리를 산출할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량에서 기둥까지의 거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 310은 이미지센서(120)에서 획득되는 영상데이터에 대응되는 영역을 위에서 바라본(Top View) 예시화면(이하, 탑뷰영역(310)이라 함)을 나타낼 수 있다.
주차장에 존재하는 기둥이 도 3에서와 같이 사각형태의 기둥(P)일 때, 위치추정부(152)는 탑뷰영역(310)에서 확인되는 기둥(P) 중에서 3개의 모서리(301, 302, 303)에 의해 형성된 2개의 기둥면(a, b)을 확인할 수 있다. 위치추정부(152)는 지도DB(141)에 기 저장된 지도데이터를 통해서 기둥의 모서리(301, 302, 303)간 각도를 확인할 수 있다. 이때, 위치추정부(152)는 탑뷰영역(310)에서 확인되는 3개의 기둥 모서리(301, 302,303) 간의 길이를 확인할 수 있고, 모서리의 길이 비율과 탑뷰영역(310)의 픽셀을 이용하여 이미지센서(120)와 기둥(P) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 이때, 위치추정부(152)는 이미지센서(120)에서 획득되는 영상데이터의 픽셀과 유사 및 동일한 픽셀로 탑뷰영역(310)의 픽셀을 설정할 수 있다. 예컨대, 위치추정부(152)는 3개의 모서리(301, 302, 303) 중에서 차량에 가장 근접한 위치에서 확인되는 모서리(302)까지의 거리를 산출할 수 있고, 차량의 전방과 모서리(302)가 이루는 각도를 산출할 수 있다. 이때, 각도(
Figure pat00001
)는 arctan(X/Z) 또는 arctan(x/
Figure pat00002
)로 산출될 수 있고, X와 Z는 이미지센서(120)부터 각각 실제 기둥과의 3차원 가로 방향, 거리 방향의 값을 나타낼 수 있다. X는 영상데이터에서 검출된 기둥의 수직 선분의 가로 픽셀값,
Figure pat00003
는 초점거리의 화소 단위로의 변환 값을 나타낼 수 있다.
위치추정부(152)는 지도데이터를 이미지센서(120)가 주시하는 방향으로 변환할 수 있다. 위치추정부(152)는 이미지센서(120)의 축으로부터 차량의 이동방향을 확인할 수 있다. 이때, 이미지센서(120)는 차량에 고정되어 있으므로 위치추정부(152)는 이미지센서(120)의 위치에 대한 Z축의 좌표값 예컨대, 도로에서 이미지센서(120)까지의 수직 높이를 확인할 수 있다. 위치추정부(152)는 차량의 이동방향에 따른 이미지센서(120)의 이동을 확인하여 이미지센서(120)의 위치에 대한 X, Y축의 좌표값 예컨대, 지도데이터 상에서의 이미지센서(120)의 위치에 대한 좌표값을 확인할 수 있다. 위치추정부(152)는 확인된 이미지센서(120)의 위치에 대한 좌표값의 변화에 따라 지도데이터의 방향을 변환할 수 있다. 위치추정부(152)는 영상데이터에서 검출된 기둥(P)과 이미지센서(120)와의 거리 및 각도를 지도데이터에 대입할 수 있다. 위치추정부(152)는 방향이 변환된 지도데이터에서 기둥(P)과 동일 및 유사한 형태를 갖는 기둥의 위치를 확인할 수 있고, 확인된 기둥의 위치를 차량의 제1 위치로 추정할 수 있다. 이때, 위치추정부(152)는 차량의 이전 위치 또는 차량이 주행 가능한 영역을 지도데이터에서 추출하여 이를 기반으로 제1 위치를 추정할 수 있다.
위치추정부(152)는 차량의 이전 위치와 지도데이터를 이용하여 기둥의 3차원 위치를 2차원 위치로 변환할 수 있다. 위치추정부(152)는 영상분석부(151)에서 도출된 복수개의 기둥에 대한 수직선분 예컨대, 수직에지성분을 이용하여 기둥의 위치에 대한 정확한 값을 산출할 수 있다. 위치추정부(152)는 이미지센서(120)의 축으로부터 차량의 이동 위치를 확인할 수 있으므로, 차량의 위치와 소실점을 이용하여 기둥의 위치를 이미지센서(120)에서 획득된 영상데이터로 투영할 수 있다. 위치추정부(152)는 기둥의 위치들의 수평 방향 오차를 이용해 차량의 이동 및 회전을 확인할 수 있다. 또한, 차량 등에 의해 영상데이터에서 기둥의 일부가 가려질 경우에도 기둥의 위치를 찾을 수 있다.
위치추정부(152)는 영상데이터를 분석하여 기둥면에 위치하는 특징정보 예컨대, 기둥면에 포함된 문자, 색상 등의 특징정보를 추출할 수 있다. 위치추정부(152)는 특징정보DB(142)에 저장된 특징정보 중에서 영상데이터의 분석을 통해 검출된 특징정보와 동일 및 유사한 특징정보를 확인할 수 있다. 위치추정부(152)는 특징정보DB(142)에서 영상데이터에서 검출된 특징정보와 동일 및 유사한 특징정보가 확인되면, 상기 특징정보를 포함하고 있는 기둥의 위치를 지도데이터에서 확인할 수 있다. 위치추정부(152)는 확인된 기둥의 위치를 제2 위치로 추정할 수 있다. 이때, 위치추정부(152)는 특징정보가 포함된 기둥 확인 시 제1 위치로 확인된 영역에 존재하는 기둥을 우선적으로 확인할 수 있다. 위치추정부(152)는 영상데이터에 포함된 기둥과 특징정보를 기준으로 추정된 차량의 위치를 추정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 위치추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 11단계에서 제어모듈(150)은 이미지센서(120)를 제어하여 차량이 위치한 주차장 예컨대, GPS를 이용한 위치확인이 불가능한 실내 주차장 또는 지하 주차장에 대한 영상데이터를 실시간으로 획득할 수 있다.
13단계에서 제어모듈(150)은 이미지센서(120)에서 획득된 차량 전방에 대한 영상데이터를 분석하여 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출할 수 있다. 이는 도 1 내지 도 3에서 설명하였으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다. 15단계에서 제어모듈(150)은 영상데이터에 포함된 기둥을 기반으로 차량의 제1 위치를 추정할 수 있다.
17단계에서 제어모듈(150)은 영상데이터를 분석하여 검출된 기둥의 기둥면에 포함된 특징정보 예컨대, 문자, 색상 등을 포함하는 정보를 검출할 수 있다. 제어모듈(150)은 검출된 특징정보와 동일 및 유사한 특징정보를 특징정보DB(142)에서 확인할 수 있다. 제어모듈(150)은 영상데이터에서 검출된 특징정보와 동일 및 유사한 특징정보를 포함한 기둥의 위치를 지도데이터에서 확인할 수 있다. 19단계에서 제어모듈(150)은 지도데이터에서 확인된 기둥의 위치를 기준으로 차량의 제2 위치를 추정할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 발명된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 발명된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 차량 위치추정장치 110: 통신모듈
120: 이미지센서 130: 입력모듈
140: 메모리 141: 지도DB
142: 특징정보DB 150: 제어모듈
151: 영상분석부 152: 위치추정부

Claims (9)

  1. 복수개의 기둥을 포함한 주차장에서 차량 전방에 대한 영상데이터를 획득하는 이미지센서;
    상기 영상데이터를 분석하여 상기 복수개의 기둥 중 상기 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출하고, 상기 적어도 하나의 기둥에 대한 기둥면에 포함된 특징정보를 검출하여 상기 차량의 위치를 추정하는 제어모듈;
    을 포함하는 차량 위치추정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량이 위치한 주차장에 대한 지도데이터 및 상기 특징정보가 기 저장된 메모리;
    를 포함하는 차량 위치추정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    상기 영상데이터에서 채도(saturation), 수직에지 및 가로에지를 기준으로 상기 적어도 하나의 기둥을 검출하는 차량 위치추정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    상기 지도데이터에 포함된 복수개의 기둥 중에서 상기 검출된 적어도 하나의 기둥에 대응되는 기둥을 검출하여 매핑하고, 상기 매핑된 기둥을 기준으로 상기 차량의 위치를 추정하는 차량 위치추정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    상기 영상데이터를 분석하여 적어도 하나의 기둥면에 포함된 문자, 색상을 포함하는 특징정보를 검출하고, 상기 지도데이터에서 상기 특징정보와 동일한 특징정보를 갖는 기둥의 위치로 상기 차량의 위치를 추정하는 차량 위치추정장치.
  6. 복수개의 기둥을 포함한 주차장에서 차량 전방에 대한 영상데이터를 획득하는 단계;
    상기 영상데이터를 분석하여 상기 주차장에 위치하는 복수개의 기둥 중 상기 영상데이터에 포함된 적어도 하나의 기둥을 검출하는 단계;
    상기 복수개의 기둥에 대한 기둥면에 포함된 특징정보를 검출하는 단계;
    상기 기둥과 특징정보를 이용하여 상기 차량의 위치를 추정하는 단계;
    를 포함하는 차량 위치추정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 기둥을 검출하는 단계는
    상기 영상데이터에서 채도, 수직에지 및 가로에지를 기준으로 상기 적어도 하나의 기둥을 검출하는 단계인 차량 위치추정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 기둥을 검출하는 단계 이후에
    상기 지도데이터에 포함된 복수개의 기둥 중에서 상기 검출된 적어도 하나의 기둥에 대응되는 기둥을 검출하여 매핑하는 단계;
    상기 매핑된 기둥의 위치를 확인하는 단계;
    를 포함하는 차량 위치추정 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 특징정보를 검출하는 단계는
    상기 적어도 하나의 기둥면에 포함된 문자, 색상을 포함하는 특징정보를 검출하는 단계인 차량 위치추정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180049567A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어방법
CN108225339A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 现代自动车株式会社 用于估计车辆位置的装置和方法

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