KR20160133257A - 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법 - Google Patents

차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템은, 주행차량의 측후방에 설치되어 측후방 영상을 촬영하고 영상데이터를 생성하는 차량용 블랙박스 후방카메라와; 상기 차량용 블랙박스 후방카메라에서 생성된 영상데이터를 분석하여 주행차선과 측후방차량에 대응되는 영역을 구분한 다음 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 차량후보로 추출하고 상기 다수개의 차량후보 중 실제 주행중인 상태로 판단되는 물체를 측후방차량으로 검출하는 측후방 차량검출부와; 상기 측후방 차량검출부에서 측후방 차량으로 검출된 물체와 상기 차량용 블랙박스 후방카메라의 거리를 계산한 다음 주행차량의 주행속도를 입력받아 상기 측후방 차량의 상대속도를 측정하는 측후방 차량속도 측정부와; 상기 측후방 차량속도 측정부에서 측정된 측후방 차량의 상대속도를 입력받아 차선변경시 주행차량과 측후방차량과의 충돌위험을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 충돌위험이 판단되면 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받고 충돌위험에 대한 경보신호를 청각화 또는 시각화하여 운전자에게 전달하는 차량충돌 경고장치;를 구비한다.
따라서, 본 발명은, 주행차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 차선변경시 근접하는 측후방차량의 속도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 충돌가능성을 경고할 수 있어 주행차량의 충돌을 예측하고 방지할 수 있는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법 { Avoiding Collision Systemn using Blackbox Rear Camera for vehicle and Method thereof }
본 발명은 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 주행차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 차선변경시 근접하는 측후방차량의 속도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 충돌가능성을 경고할 수 있어 주행차량의 충돌을 예측하고 방지할 수 있는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법 및 이를 위한 충돌방지 시스템에 관한 것이다.
최근 자동차는 운송수단으로서 연비 및 성능의 향상뿐만 아니라 발전된 정보통신기술을 이용함으로써 보다 향상된 안전성과 편의성을 제공할 수 있는 지능형 자동차로 발전하고 있다.
그러나, 이와 같은 지능형 자동차라 할지라도 운전경험이 적은 운전자의 경우에 주차를 하거나 주행 중 차선을 변경하는 상황에 대해서는 지속적으로 어려움을 겪고 있는 것이 현실이다.
이때, 주차를 할 경우에는 차량이 상대적으로 저속으로 움직이기 때문에 충돌사고가 발생하더라도 가벼운 접촉사고로 마무리 될 수 있으나, 주행 중 차선을 변경하는 상황에서 측후방에서 근접하는 차량과 충돌사고가 발생할 경우에 돌이킬 수 없는 대형사고로 이어지는 경우가 빈번하게 발생되어 왔다.
더욱이, 지능형 자동차의 경우에 운전자에게 부가적으로 엔터테인먼트시스템이나 공기정화장치, 편의장치 등 수많은 기능을 제공하고 있기 때문에 운전자가 운전을 위한 조작기구 외에 불필요한 장치를 조작하게 함으로써 운전자의 부주의를 유발하여 충돌사고의 위험성이 증가하고 있다.
이로 인해, 주행중 차선변경시 순간적인 부주위와 운전경험이 적은 초보 운전자의 운전미숙으로 인하여 발생하는 주변 차량과의 충돌을 방지하기 위한 다양한 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어 지고 있으며, 대표적인 종래기술에 따른 충돌방지기술로서 감지센서를 이용하는 기술이 있었다.
그러나, 종래기술에 따라 감지센서를 이용하는 주행차량의 충돌방지기술은 감지센서의 종류에 따라 측정가능한 거리 및 각도가 달라지기 때문에 다양한 감지센서를 사용하는 차량에게 동일한 신뢰성을 제공하기 어려운 문제점이 있으며, 감지센서 뿐만 아니라 별도의 보조장치를 필요로 하는 경우가 많아 차량의 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.
따라서, 감지센서 및 별도의 보조장치를 부착하지 않더라도 차선변경시 주행차량의 측후방으로 근접하는 차량과의 충돌을 예측하고 방지할 수 있으며 그로 인해 제조원가를 점감할 수 있는 차량방지기술에 관한 현실적이고도 적용이 가능한 기술이 절실한 실정이다.
공개특허공보 KR 10-2010-0114312호(공개일 2012.05.25.)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 주행차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 차선변경시 근접하는 측후방차량의 속도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 충돌가능성을 경고할 수 있어 주행차량의 충돌을 예측하고 방지할 수 있는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템은, 주행차량의 측후방에 설치되어 측후방 영상을 촬영하고 영상데이터를 생성하는 차량용 블랙박스 후방카메라와; 상기 차량용 블랙박스 후방카메라에서 생성된 영상데이터를 분석하여 주행차선과 측후방차량에 대응되는 영역을 구분한 다음 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 차량후보로 추출하고 상기 다수개의 차량후보 중 실제 주행중인 상태로 판단되는 물체를 측후방차량으로 검출하는 측후방 차량검출부와; 상기 측후방 차량검출부에서 측후방 차량으로 검출된 물체와 상기 차량용 블랙박스 후방카메라의 거리를 계산한 다음 주행차량의 주행속도를 입력받아 상기 측후방 차량의 상대속도를 측정하는 측후방 차량속도 측정부와; 상기 측후방 차량속도 측정부에서 측정된 측후방 차량의 상대속도를 입력받아 차선변경시 주행차량과 측후방차량과의 충돌위험을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 충돌위험이 판단되면 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받고 충돌위험에 대한 경보신호를 청각화 또는 시각화하여 운전자에게 전달하는 차량충돌 경고장치;를 구비할 수 있다.
상기 측후방 차량검출부는, 상기 차량용 블랙박스 후방카메라에서 생성된 영상데이터에서 다양한 종류의 윤곽선을 추출하는 윤곽선 추출부와; 상기 윤곽선 추출부에서 획득한 다양한 윤곽선에 직선검출에 사용되는 허프 변환 알고리즘을 적용하여 주행차선 후보군을 검출하는 차선후보 검출부와; 상기 차선후보 검출부에서 획득한 주행차선 후보군 중 신뢰도 투표를 통과하고 일정프레임이상 반복되어 나타나는 윤곽선을 실제 주행차선으로 판단하는 주행차선 판단부와; 상기 주행차선 판단부에서 판단된 주행차선 중 주행차량의 측후방에 인접한 주행차선의 외부영역을 측후방 관심영역으로 인식하는 측후방 관심영역 인식부와; 상기 측후방 관심영역에서 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 구분하여 차량후보로 추출하는 차량후보 추출부; 및 상기 차량후보에 해당되는 다수개의 물체 중 일정프레임이상 반복하여 연속적으로 나타나는 물체에 해당하는 영역을 측후방차량으로 검출하여 상기 측후방 차량속도 측정부에 측후방 차량정보를 전송하는 차량정보 전송부;를 구비할 수 있다.
상기 측후방 차량속도 측정부는, 상기 차량정보 전송부에서 수신된 측후방 차량정보를 바탕으로 하여 측후방 차량에 대응되는 영역의 특정픽셀을 특징점으로 추출하는 차량특징점 추출부와; 상기 차량특징점 추출부에서 추출된 특징점을 이용하여 측후방 차량과의 거리를 측정하는 차량거리 계산부; 및 상기 측후방 차량에 대응되는 영역을 구성하는 픽셀들의 프레임간 차이 및 주행차량의 주행속도를 이용하여 측후방 차량의 상대속도를 생성하는 상대속도 생성부;를 구비할 수 있다.
상기 제어부는, 주행차량의 방향지시등에 동작신호가 인가되면 상기 상대속도 생성부에 의해 입력된 측후방 차량의 상대속도와 상기 주행차량의 주행속도 및 측후방 차량과의 거리를 이용하여 충돌위험을 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법은, 주행차량의 측후방 영상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 제 1 단계; 상기 영상데이터에서 윤곽선을 추출하고 직선검출에 사용되는 허프변환 알고리즘을 이용하여 주행차선 후보군을 검출하는 제 2 단계; 상기 주행차선 후보군 중 신뢰도 투표를 통해 가장 높은 값을 갖는 주행차선 후보를 주행차선으로 인식하는 제 3 단계; 상기 주행차선이 일정 회수의 프레임 이상 반복하여 나타나게 되면 실제 주행차선으로 판단하고 사전에 설정된 횟수 미만의 프레임에만 나타날 경우에 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계에서 실제 주행차선이 검출되면 주행차선의 외부영역에서 일정 회수의 프레임 이상 반복하여 나타나는 다수개의 물체를 측후방차량으로 검출하고 측후방차량이 검출되지 않으면 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 5 단계; 상기 측후방차량에 대응되는 영역의 특정위치를 기준으로 차량용 블랙박스 카메라와의 거리를 측정하고 주행차량의 주행속도 및 측후방차량에 대응되는 영역의 프레임간 픽셀차이를 이용하여 측후방차량의 상대속도를 측정하는 제 6 단계; 주행차량의 방향지시등에 대한 동작신호가 인가되면 측후방차량과 주행차량의 충돌위험을 판단하여 운전자에게 경보신호를 전달하고, 방향지시등의 동작신호가 인가되지 않으면 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 7 단계;를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 주행차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 차선변경시 근접하는 측후방차량의 속도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 충돌가능성을 경고할 수 있어 운전경험이 적은 운전자와 부주위로 인한 차량의 출돌을 방지함으로써 주행차량의 안전성을 높일 수 있는 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 일반적으로 차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 주행차량의 충돌을 예측하고 방지할 수 있기 때문에 충돌방지를 위한 감지센서 및 별도의 보조장치를 필요로 하지 않아 차량의 제조원가를 크게 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 측후방차량영역을 구성하는 픽셀들의 프레임간 차이를 이용하여 측후방차량의 상대속도를 계산할 수 있기 때문에 복잡한 연산장치를 필요로 하지 않아 처리속도를 높일 수 있어 주행중 실시간으로 충돌위험감지를 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템의 전체구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 측후방 차량검출부의 세부구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 측후방 차량속도 측정부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템의 전체구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템은, 차량용 블랙박스 후방카메라(100), 측후방 차량검출부(200), 측후방 차량속도 측정부(300), 제어부(400), 및 차량충돌 경고장치(500)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 차량용 블랙박스 후방카메라(100)는, 주행차량의 측후방에 설치되어 측후방 영상을 촬영하고 영상데이터를 생성하는 것으로, 카메라렌즈를 통하여 촬영한 주행차량의 측후방 영상정보를 전기적 신호로 변환하여 주행차량 측후방 주위의 영상정보에 대응되는 정보량에 해당하는 고해상도의 디지털영상데이터를 생성하는 것이다.
이때, 상기 차량용 블랙박스 후방카메라(100)는, 다채널의 차량용 블랙박스를 구성하는 다수개의 카메라 중 하나일 수도 있고, 독립적으로 설치되는 단일의 카메라로 구성될 수 있으며, 주행중인 차량에서 고속으로 촬영하더라도 영상이 흔들리는 현상을 방지할 수 있는 영상처리기법이 적용된 카메라인 것이 바람직하다.
또한, 상기 측후방 차량검출부(200)는, 상기 차량용 블랙박스 후방카메라(100)에서 생성된 영상데이터를 분석하여 주행차선과 측후방차량에 대응되는 영역을 구분한 다음 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 차량후보로 추출하고 상기 다수개의 차량후보 중 실제 주행중인 상태로 판단되는 물체를 측후방차량으로 검출하기 위한 구성이다..
또한, 상기 측후방 차량속도 측정부(300)는, 상기 측후방 차량검출부(200)에서 측후방 차량으로 검출된 물체와 상기 차량용 블랙박스 후방카메라(100)의 거리를 계산한 다음 주행차량의 주행속도를 입력받아 상기 측후방 차량의 상대속도를 측정하기 위한 구성이다.
또한, 상기 제어부(400)는, 상기 측후방 차량속도 측정부(300)에서 측정된 측후방 차량의 상대속도를 입력받아 차선변경시 주행차량과 측후방차량과의 충돌위험을 판단할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따라 상기 차량출돌 경고장치(500)는, 상기 제어부(400)에 의해 충돌위험이 판단되면 상기 제어부(400)로부터 제어신호를 입력받아 충돌위험에 대한 경보신호를 청각화 또는 시각화하여 운전자에게 전달할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서 사용되는 차량충돌 경고장치(500)는, 최근 널리 사용되고 있는 자동차의 전방표시장치(HUD;Head Up Display)와 같이 운전자가 보게되는 주행차량 전방의 윈도우에 경보신호가 시각적으로 나타나게 하거나, 차량의 내부 스피커와 연결되어 충돌위험관련 경고음이나 일정한 신호음을 청각적으로 발생시키는 장치일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 측후방 차량검출부의 세부구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 1에 도시된 측후방 차량속도 측정부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측후방 충돌방지 시스템을 구성하는 측후방 차량검출부(200)는, 윤곽선 추출부(210), 차선후보 검출부(220), 주행차선 판단부(230), 측후방 관심영역 인식부(240), 차량후보 추출부(250), 및 차량정보 전송부(260)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 윤곽선 추출부(210)는, 상기 차량용 블랙박스 후방카메라(100)에서 생성된 영상데이터에서 다양한 종류의 윤곽선을 추출할 수 있다.
이때, 상기 윤곽선 추출부(210)는, 영상데이터를 구성하는 이미지프레임을 실시간으로 스캔하여 차선으로 인식될 수 있는 윤곽선을 다수 검출할 수 있다.
또한, 상기 차선후보 검출부(220)는, 상기 윤곽선 추출부(210)에서 획득한 다양한 윤곽선에 직선검출에 사용되는 허프 변환 알고리즘을 적용하여 차량이 주행하는 주행차선 후보군을 검출할 수 있다.
여기서, 상기 허프 변환(Hough Transform) 알고리즘은 영상데이터에서 일반적인 직선, 곡선, 원과 같은 특징을 찾는데 이용되는 것으로 직교좌표계를 사용하지 않고 극좌표계를 사용하여 직선을 검출하는 기법이다.
일반적으로 극좌표계의 직선의 방정식은 하기의 수학식과 같다.
Figure pat00001
여기서, x,y가 상수가 되고 (x,y)에 대한 H[r,θ]의 축적배열을 쌓아보면 같은 직선 성분들은 축적배열의 곡선이 교차점을 가지게 된다는 특징이 있으며, 이를 이용한 직선 검출 기법이 허프 변환이다.
또한, 상기 주행차선 판단부(230)는, 상기 차선후보 검출부(220)에서 획득한 주행차선 후보군 중 신뢰도 투표를 통과하고 일정프레임이상 반복되어 나타나는 윤곽선을 실제 주행차선으로 판단할 수 있다.
이것은, 실제로 상기 차선후보 검출부(220)에서 검출되는 차선의 후보가 한 개만 나타나는 것이 아니라 다양하게 검출되기 때문에 검출된 후보들에 대해서 실제 주행차선에 해당되는지에 대한 검증을 필요로 하기 때문에 신뢰도 투표를 통해 가장 높은 신뢰도 값을 갖는 윤곽선을 차선으로 인식할 수 있기 때문이다.
이때, 주행차량에서 촬영된 영상신호의 경우에 주행차량 주변의 밝기 변화에 민감하기 때문에 노이즈가 발생할 수 있어 앞서 차선으로 인식된 직선에 대응되는 윤곽선 정보를 기록한 다음 일정 회수의 프레임 이상 연속적으로 나타나는 경우에 실제 주행차선으로 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 측후방 관심영역 인식부(240)는, 상기 주행차선 판단부(230)에서 판단된 주행차선 중 주행차량의 측후방에 인접한 주행차선의 외부영역을 측후방 관심영역으로 인식할 수 있다.
즉, 실제 주행차선이 검출되면 실제 주행차선을 기반으로 차량이 주행중인 주행차선이 아닌 주행차량의 측면에 위치한 차선에 대한 영역정보를 기록하여 측후방 관심영역을 인식하게 하는 것이다.
또한, 상기 차량후보 추출부(250)는, 상기 측후방 관심영역에서 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 구분하여 차량후보로 추출할 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는, 주행도로와 주행차량에 대한 정보를 분리하여 용이하게 차량후보를 검출할 수 있다.
즉, 상기 차량정보 전송부(260)는, 차량후보에 해당되는 다수개의 물체 중 일정프레임이상 반복하여 연속적으로 나타나는 물체에 해당하는 영역을 측후방차량으로 검출하여 상기 측후방 차량속도 측정부에 측후방 차량정보를 전송할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 측후방 충돌방지 시스템을 구성하는 측후방 차량속도 측정부(300)는, 차량특징점 추출부(310), 차량거리 계산부(320), 및 상대속도 생성부(330)를 구비할 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 차량특징점 추출부(310)는, 상기 차량정보 전송부(260)에서 수신된 측후방 차량정보를 바탕으로 하여 측후방 차량에 대응되는 영역의 특정픽셀을 특징점으로 추출할 수 있다.
즉, 상기 차량특징점 추출부(310)는, 영상데이터에서 측후방 차량이 차지하는 영역 중 기준점에 해당하는 지점을 특징점으로 측정하는데, 차량의 높이에 대해서는 차종에 따라 각양각색이기 때문에 측정하지 않고 차종에 관계없이 상대적으로 비슷한 차량폭 및 차량의 전체길이에 대해서 중심이 되는 부분을 기준점으로 표시할 수 있다.
또한, 상기 차량거리 계산부(320)는, 상기 차량특징점 추출부(310)에서 추출된 특징점을 이용하여 측후방 차량에 대응되는 물체와 차량용 블랙박스 후방카메라(100)와의 거리를 측정할 수 있으며, 이때, 상기 차량용 블랙박스 후방카메라(100)의 위치에 대한 기준값은 기 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상대속도 생성부(330)는, 상기 측후방 차량에 대응되는 영역을 구성하는 픽셀들의 프레임간 차이 및 주행차량의 주행속도를 이용하여 측후방 차량의 상대속도를 생성할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서, 상기 상대속도 생성부(330)는, 주행차량의 측후방 영상을 구성하기 위하여 연속적으로 배치되는 이미지 프레임상에서 이전프레임과 다음프레임에서 몇픽셀이 차이가 나는지 룩업테이블을 생성하여 연속적으로 비교하여 측후방 차량의 상대속도를 생성할 수 있다.
또한, 생성된 룩업테이블에서 픽셀이 증가하면 현재 주행차량의 속도에서 상대속도를 더하고 픽셀이 감소하면 현재 주행차량의 속도에서 상대속도를 빼는 방식으로 측후방 차량의 속도를 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 측후방 충돌방지 시스템은, 도 1에 도시된 제어부(500)에 의하여, 주행차량의 방향지시등에 동작신호가 인가되면 상기 상대속도 생성부(330)에 의해 입력된 측후방 차량의 상대속도, 상기 주행차량의 주행속도, 및 측후방 차량과 주행차량의 거리를 이용하여 충돌위험을 판단할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(500)는, 상기 상대속도 생성부(330)에서 생성된 측후방 차량의 상대속도 및 상기 차량거리 계산부(320)에서 획득한 측후방 차량의 거리를 이용하여 측후방 차량의 충돌위험을 계산하여 제어신호를 출력할 수 있도록 프로그램화 되어 저장되어 있는 작동알고리즘을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 주행차량의 차선변경시 약 3초가 소요된다고 가정했을 때 충돌위험에 대한 작동 알고리즘은 하기와 같다.
IF(거리-(측후방차량의 속도-주행차량의 속도)*3초 < 1M)이면 충돌위험경보
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법을 나타내는 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법은, 영상데이터 생성단계(S10), 주행차선 후보군 검출단계(S20), 주행차선 인식단계(S30), 실제 주행차선 판단단계(S40), 측후방차량 검출단계(S50), 측후방차량의 거리/속도 측정단계(S60), 및 충돌위험 판단단계(S70)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법을 수행하기 위하여 상기의 도 1 내지 도 3에서 상술한 구성과 동일한 구성에 대한 상세설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 영상데이터를 생성단계(S10)는, 주행차량의 측후방 영상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 제 1 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 주행차선 후보군 검출단계(S20)는, 상기 영상데이터에서 윤곽선을 추출하고 직선검출에 사용되는 허프변환 알고리즘을 이용하여 주행차선 후보군을 검출하는 제 2 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 주행차선 인식단계(S30)는, 상기 주행차선 후보군 중 신뢰도 투표를 통해 가장 높은 값을 갖는 주행차선 후보를 주행차선으로 인식하는 제 3 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 실제 주행차선 판단단계(S40)는, 상기 주행차선이 일정 회수(30회)의 프레임 이상 반복하여 나타나게 되면 실제 주행차선으로 판단하고 사전에 설정된 횟수 미만의 프레임에만 나타날 경우에 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 4 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 측후방차량 검출단계(S50)는, 상기 제 4 단계에서 실제 주행차선이 검출되면 주행차선의 외부영역에서 일정 회수(30회)의 프레임 이상 반복하여 나타나는 다수개의 물체를 측후방차량으로 검출하고 측후방차량이 검출되지 않으면 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 5 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 측후방차량의 거리/속도 측정단계(S60)는, 상기 측후방차량에 대응되는 영역의 특정픽셀을 기준으로 차량용 블랙박스 카메라와의 거리를 측정하고 주행차량의 주행속도 및 측후방차량에 대응되는 영역의 프레임간 픽셀차이를 이용하여 측후방차량의 상대속도를 측정하는 제 6 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 충돌위험 판단단계(S70)는, 주행차량의 방향지시등에 대한 동작신호가 인가되면 측후방차량과 주행차량의 충돌위험을 판단하여 운전자에게 경보신호를 전달하고, 방향지시등의 동작신호가 인가되지 않으면 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 7 단계일 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 주행차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 차선변경시 근접하는 측후방차량의 속도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 충돌가능성을 경고할 수 있어 운전경험이 적은 운전자와 부주위로 인한 차량의 출돌을 방지함으로써 주행차량의 안전성을 높일 수 있는 측후방 충돌방지 시스템 및 충돌방지방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 일반적으로 차량에 장착되는 블랙박스의 후방카메라를 이용하여 주행차량의 충돌을 예측하고 방지할 수 있기 때문에 충돌방지를 위한 감지센서 및 별도의 보조장치를 필요로 하지 않아 차량의 제조원가를 크게 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 측후방차량영역을 구성하는 픽셀들의 프레임간 차이를 이용하여 측후방차량의 상대속도를 계산할 수 있기 때문에 복잡한 연산장치를 필요로 하지 않아 처리속도를 높일 수 있어주행중 실시간으로 충돌위험감지를 할 수 있는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
100 : 차량용 블랙박스 후방카메라 200 : 측후방 차량검출부
210 : 윤곽선 추출부 220 : 차선후보 검출부
230 : 주행차선 판단부 240 : 측후방 관심영역 인식부
250 : 차량후보 추출부 260 : 차량정보 전송부
300 : 측후방 차량속도 측정부 310 : 차량특징점 추출부
320 : 차량거리 계산부 330 : 측후방 충돌방지 시스템
400 : 제어부 500 : 차량충돌 경고장치

Claims (5)

  1. 주행차량의 측후방에 설치되어 측후방 영상을 촬영하고 영상데이터를 생성하는 차량용 블랙박스 후방카메라와;
    상기 차량용 블랙박스 후방카메라에서 생성된 영상데이터를 분석하여 주행차선과 측후방차량에 대응되는 영역을 구분한 다음 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 차량후보로 추출하고 상기 다수개의 차량후보 중 실제 주행중인 상태로 판단되는 물체를 측후방차량으로 검출하는 측후방 차량검출부와;
    상기 측후방 차량검출부에서 측후방 차량으로 검출된 물체와 상기 차량용 블랙박스 후방카메라의 거리를 계산한 다음 주행차량의 주행속도를 입력받아 상기 측후방 차량의 상대속도를 측정하는 측후방 차량속도 측정부와;
    상기 측후방 차량속도 측정부에서 측정된 측후방 차량의 상대속도를 입력받아 차선변경시 주행차량과 측후방차량과의 충돌위험을 판단하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 충돌위험이 판단되면 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받고 충돌위험에 대한 경보신호를 청각화 또는 시각화하여 운전자에게 전달하는 차량충돌 경고장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 상기 측후방 차량검출부는,
    상기 차량용 블랙박스 후방카메라에서 생성된 영상데이터에서 다양한 종류의 윤곽선을 추출하는 윤곽선 추출부와;
    상기 윤곽선 추출부에서 획득한 다양한 윤곽선에 직선검출에 사용되는 허프 변환 알고리즘을 적용하여 주행차선 후보군을 검출하는 차선후보 검출부와;
    상기 차선후보 검출부에서 획득한 주행차선 후보군 중 신뢰도 투표를 통과하고 일정프레임이상 반복되어 나타나는 윤곽선을 실제 주행차선으로 판단하는 주행차선 판단부와;
    상기 주행차선 판단부에서 판단된 주행차선 중 주행차량의 측후방에 인접한 주행차선의 외부영역을 측후방 관심영역으로 인식하는 측후방 관심영역 인식부와;
    상기 측후방 관심영역에서 측후방차량에 해당되는 다수개의 물체를 구분하여 차량후보로 추출하는 차량후보 추출부; 및
    상기 차량후보에 해당되는 다수개의 물체 중 일정프레임이상 반복하여 연속적으로 나타나는 물체에 해당하는 영역을 측후방차량으로 검출하여 상기 측후방 차량속도 측정부에 측후방 차량정보를 전송하는 차량정보 전송부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템
  3. 제 2항에 있어서, 상기 측후방 차량속도 측정부는,
    상기 차량정보 전송부에서 수신된 측후방 차량정보를 바탕으로 하여 측후방 차량에 대응되는 영역의 특정픽셀을 특징점으로 추출하는 차량특징점 추출부와;
    상기 차량특징점 추출부에서 추출된 특징점을 이용하여 측후방차량과의 거리를 측정하는 차량거리 계산부; 및
    상기 측후방 차량에 대응되는 영역을 구성하는 픽셀들의 프레임간 차이 및 주행차량의 주행속도를 이용하여 측후방 차량의 상대속도를 생성하는 상대속도 생성부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
    주행차량의 방향지시등에 동작신호가 인가되면 상기 상대속도 생성부에 의해 입력된 측후방 차량의 상대속도와 상기 주행차량의 주행속도 및 측후방 차량과의 거리를 이용하여 충돌위험을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지 시스템
  5. 주행차량의 측후방 영상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 제 1 단계;
    상기 영상데이터에서 윤곽선을 추출하고 직선검출에 사용되는 허프변환 알고리즘을 이용하여 주행차선 후보군을 검출하는 제 2 단계;
    상기 주행차선 후보군 중 신뢰도 투표를 통해 가장 높은 값을 갖는 주행차선 후보를 주행차선으로 인식하는 제 3 단계;
    상기 주행차선이 일정 회수의 프레임 이상 반복하여 나타나게 되면 실제 주행차선으로 판단하고 사전에 설정된 횟수 미만의 프레임에만 나타날 경우에 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계에서 실제 주행차선이 검출되면 주행차선의 외부영역에서 일정 회수의 프레임 이상 반복하여 나타나는 다수개의 물체를 측후방차량으로 검출하고 측후방차량이 검출되지 않으면 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 5 단계;
    상기 측후방차량에 대응되는 영역의 특정픽셀을 기준으로 차량용 블랙박스 카메라와의 거리를 측정하고 주행차량의 주행속도 및 측후방차량에 대응되는 영역의 프레임간 픽셀차이를 이용하여 측후방차량의 상대속도를 측정하는 제 6 단계;
    주행차량의 방향지시등에 대한 동작신호가 인가되면 측후방차량과 주행차량의 충돌위험을 판단하여 운전자에게 경보신호를 전달하고, 방향지시등의 동작신호가 인가되지 않으면 상기 제 1 단계로 피드백하는 제 7 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 후방카메라를 이용한 측후방 충돌방지방법.
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