KR20170030816A - Smart cruise control apparatus and method with traffic sign detecting function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동 순항 제어 중 신호등을 감지하여 교통신호에 따라 차량의 운행을 제어함으로써, 사고나 교차로 등에서의 교통체증을 방지할 수 있도록 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic cruise control device and a control method having a signal light sensing function, and more particularly, to an automatic cruise control device and a control method thereof that detect a traffic light during an automatic cruise control and control the operation of the vehicle according to a traffic signal, The present invention relates to an automatic cruise control device and a control method thereof.
현대사회에서 자동차의 사용이 급격히 증가함에 따라, 매년 자동차 사고로 인한 사망자나 부상자의 수가 수 천만명에 이르고 있다. 이에 따라, 교통사고로 발생하는 인명 및 경제적 손실을 감소시키기 위해, 첨단 감지 센서와 지능형 영상 장비로 사고를 방지하는 지능형 운전 보조 시스템 (ADAS: Advanced Driver Assistance System) 등 다양한 자동차 기술이 개발되고 있다. With the rapid increase in the use of cars in modern society, the number of fatalities and casualties due to car accidents has reached tens of millions of people every year. Accordingly, a variety of automotive technologies such as ADAS (Advanced Driver Assistance System), which prevents accidents by using advanced sensing sensors and intelligent video equipment, are being developed in order to reduce personal injury and economic loss caused by traffic accidents.
이러한 지능형 운전 보조 시스템에는, 전방 충돌 방지 (FCW: Forward Collision Warning) 기술, 자동 순항 제어 (ACC: Automatic Cruise Control) 기술, 차선 변경 보조 (Lane Change Assistance) 기술, 차선 이탈 경보 (Lane Departure Warning) 기술, 및 주차 보조 (Parking Assistance) 기술 등이 있다. Such an intelligent driving assist system includes a forward collision warning (FCW) technique, an automatic cruise control (ACC) technique, a lane change assistance technique, a lane departure warning technique , And Parking Assistance technology.
이 중, 자동 순항 제어 기술은, 스마트 순항 제어 기술(Smart Cruise Control)이라고도 하며, 운전자의 설정조건에 의해 주행차선을 유지한 상태에서 주행차선의 전방에서 동일한 방향으로 주행중인 선행차량을 자동으로 감지하고, 선행차량의 속도에 따라 자동적으로 가감속하여 선행차량과의 안전거리를 유지하면서 목표속도로 자동 주행하기 위한 기술이다. Among these, the automatic cruise control technology is also called a smart cruise control technique. It automatically detects the preceding vehicle in the same direction in front of the driving lane while maintaining the driving lane according to the driver's setting conditions And is a technology for automatically running at a target speed while maintaining the safety distance from the preceding vehicle by automatically accelerating or decelerating according to the speed of the preceding vehicle.
한편, 도심지의 경우, 교통량이 많기 때문에 정지선이나 횡단보도 등 정차를 해야 하는 위치가 빈번하다. 따라서, 선행차량과의 안전거리를 유지하며 주행하는 자동 순항 제어 기술을 이용하여 자동 주행 모드로 주행하는 경우, 신호등이 정지신호인 경우이더라도 선행차량이 정지선이나 횡단보도에 정차하지 않게 되면, 자차가 선행차량과 마찬가지로 정지선이나 횡단보도에 정차하지 않게 된다. 따라서, 교통신호 위반으로 인한 범칙금이 부과될 수도 있고, 운전자가 횡단보도를 이용하는 보행자를 발견하지 못하는 경우에는 인명사고로도 이어질 수 있다. 또한, 교차로의 정지선 위반으로 인해 교차로로 진입할 경우, 심각한 교통사고가 발생할 수도 있고, 지체구간에서는 교차로 꼬리물기로 인한 교통체증을 유발할 수도 있다. On the other hand, in the case of urban areas, frequent stops are required such as stop lines and crosswalks due to high traffic volume. Therefore, when the vehicle travels in the automatic running mode using the automatic cruise control technology that keeps the safety distance from the preceding vehicle, even if the traffic light is a stop signal, if the preceding vehicle does not stop at the stop line or the crosswalk, As with the preceding vehicles, they do not stop at stop lines or pedestrian crossings. Therefore, a penalty due to a traffic signal violation may be imposed, or if a driver can not find a pedestrian using a pedestrian crossing, it may lead to a personal accident. In addition, when entering an intersection due to a stop line violation of an intersection, serious traffic accidents may occur, and traffic jam due to intersection tail may occur in the delay section.
이에 따라, 자동 순항 제어 기술을 사용하는 중에도 교통신호를 감지할 수 있도록 함으로써, 차량이 정지신호에서 정지선이나 횡단보도를 지나치거나 지체구간에서 교차로에 진입하는 일을 방지할 수 있도록 해야 할 것이다. Thus, by enabling traffic signals to be detected even while using the automatic cruise control technology, it is necessary to prevent the vehicle from crossing a stop line or a crosswalk in a stop signal or entering an intersection in a lagging section.
본 발명은, 자동 순항 제어 중 신호등을 감지하여 교통신호에 따라 차량의 운행을 제어함으로써, 사고나 교차로 등에서의 교통체증을 방지할 수 있도록 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치 및 제어방법을 제안한다. The present invention proposes an automatic cruise control device and a control method having a signal light detection function for detecting a traffic light during automatic cruise control and controlling the operation of the vehicle according to a traffic signal to prevent traffic congestion at an accident or an intersection do.
상기 목적은, 차량의 전방을 촬영하는 전방 카메라; 상기 전방 카메라에서 촬영된 영상에서 정지선을 감지하는 정지선 인식부; 상기 전방 카메라에서 촬영된 영상에서 신호등의 색상을 감지하는 교통신호 인식부; 및 상기 정지선이 감지되면, 상기 신호등의 색상과 미리 설정된 조건에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 판단하고, 상기 차량이 선행차량과 일정 거리를 유지하며 정지 또는 주행하도록 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치에 의해 달성될 수 있다. The object is achieved by a front camera for photographing the front of a vehicle; A stop line recognizing unit for detecting a stop line in the image photographed by the front camera; A traffic signal recognition unit for sensing a color of a traffic light in an image photographed by the front camera; And a control module for determining whether the vehicle should stop at the stop line according to a hue of the traffic light and a preset condition when the stop line is detected and controlling the vehicle to stop or run while maintaining a certain distance from the preceding vehicle And an automatic cruise control device having a signal light detection function.
상기 목적은, 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 형성하는 단계; 상기 전방 영상에서 정지선을 감지하는 단계; 상기 전방 영상에서 신호등의 색상을 감지하는 단계; 상기 신호등의 색상에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 1차 판단하고, 상기 신호등이 초록색이면 미리 설정된 조건에 부합하는지 여부에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 2차 판단하는 단계; 및 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 한다고 판단되면, 상기 차량이 선행차량과 일정 거리를 유지하며 정지하도록 제어하는 단계;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.The above object can be accomplished by a vehicle comprising: a front image of a vehicle taken to form a forward image; Detecting a stop line in the forward image; Sensing a color of a traffic light in the forward image; Whether or not the vehicle should stop at the stop line in accordance with the color of the traffic light, and whether or not the vehicle should stop at the stop line in accordance with whether or not the traffic light is green, ; And controlling the vehicle to stop at a certain distance from the preceding vehicle when the vehicle is determined to stop at the stop line. .
본 발명에 따른 신호등 인식가능한 자동 순항 제어장치에 따르면, 자동 순항 기능의 동작 중 정지선과 신호등을 인식함으로써, 횡단보도나 교차로에서의 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정체되는 상황에서 차량이 교차로에 진입한 후 신호등이 바뀜으로 인해, 사고나 교통체증을 유발하는 것을 방지할 수 있다. According to the automatic cruise control device capable of recognizing a signal light, according to the present invention, by recognizing the stop line and the traffic light during the operation of the automatic cruise function, it is possible not only to prevent an accident at a crosswalk or at an intersection, It is possible to prevent accidents and traffic congestion due to the change of traffic lights after entering.
도 1은 본 발명에 따른 신호등 인식가능한 자동 순항 제어장치의 구성블럭도,
도 2는 도 1의 카메라모듈의 구성블럭도,
도 3은 도 1의 산술모듈의 구성블럭도,
도 4a는 핀홀 카메라 모델을 이용하여 차량에서 정지선까지의 거리를 산출하기 위한 방법을 나타내는 도면,
도 4b는 전방 카메라에서 촬영된 영상을 간단히 표시한 도면,
도 5는 도 1의 제어모듈의 구성블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 신호등 인식가능한 자동 순항 제어장치에서 신호등의 인식에 따라 차량의 주행을 제어하는 과정을 보인 흐름도이다. 1 is a block diagram of a configuration of an automatic cruise control device capable of recognizing a traffic light according to the present invention,
Fig. 2 is a block diagram of the camera module of Fig. 1,
Figure 3 is a block diagram of the arithmetic module of Figure 1,
4A is a diagram illustrating a method for calculating a distance from a vehicle to a stop line using a pinhole camera model,
FIG. 4B is a diagram simply showing an image taken by a front camera,
Fig. 5 is a block diagram of the control module of Fig. 1,
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of controlling the driving of a vehicle according to recognition of a traffic light in an automatic cruise control device capable of recognizing a traffic light according to the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
도 1은 본 발명에 따른 신호등 인식가능한 자동 순항 제어장치의 구성블럭도이다. 1 is a block diagram of a configuration of an automatic cruise control apparatus capable of recognizing a traffic light according to the present invention.
본 자동 순항 제어장치(1)는, 자동 순항 기능의 사용 중, 신호등과 정지선을 감지하여 차량이 정지선에 정지해야 하는 경우, 선행 차량과의 차간거리를 유지한 상태에서 차량이 정지선에 정차할 수 있도록 한다. The automatic cruise control device (1) detects a traffic light and a stop line during use of the automatic cruise function, and when the vehicle must stop at the stop line, the vehicle can stop at the stop line while maintaining the inter- .
본 자동 순항 제어장치(1)는, 차량의 전방을 촬영하여 생성된 영상을 처리하고 영상에서 정지선과 교통신호를 인식하는 카메라모듈(10), 선행차량 및 정지선과의 거리와 자차의 평균속도 등을 산출하는 산술모듈(30), 카메라모듈(10)에서 인식된 정보와 산술모듈(30)에서 산출된 정보에 기초하여 차량의 정지 여부를 결정하고 차량의 속도를 제어하는 제어모듈(50)을 포함할 수 있다. The automatic
카메라모듈(10)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(11), 관심영역 설정부(13), 정지선 인식부(15), 교통신호 인식부(17)를 포함할 수 있다. The
전방 카메라(11)는, 차량의 전방 윈드쉴드 상부에 장착되며, 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 생성할 수 있다. 전방 카메라(11)는 전방 윈드쉴드 상부가 아닌 다른 위치, 예를 들면, 전방 윈드쉴드 하부 또는 측부, 전방 그릴, 범퍼 등에 장착될 수도 있으며, 하나가 장착될 수도 있고 복수 개가 장착될 수도 있다. The
관심영역 설정부(13)는, 전방 카메라(11)에서 촬영된 영상에서 신호등과 정지선을 인식하기 위한 관심영역(ROI:Region of Interest)을 설정할 수 있다. The
관심영역 설정부(13)는, 3차원의 실제 좌표계에서 정지선과 신호등 검출이 가능한 위치를 호모그래피 매트릭스 (Homography matrix, H-matrix)를 이용하여 전방 영상에 투영할 수 있다. 여기서, 호모그래피 매트릭스는 3차원의 좌표계를 2차원의 전방 영상 좌표계에 매핑하기 위한 함수를 나타낸다. The region-of-
이에 따라, 관심영역 설정부(13)는, 신호등을 인식하기 위한 신호등 관심영역과 정지선을 인식하기 위한 정지선 관심영역을 생성할 수 있다. 여기서, 신호등 관심영역은 일반적으로 신호등이 위치하는 영역인 전방 영상의 상부 영역에 생성될 수 있고, 정지선 관심영역은 전방 영상의 중앙 수평선을 중심으로 상하방향으로 일정 폭만큼 생성될 수 있다. Accordingly, the
교통신호 인식부(17)는 관심영역 설정부(13)에서 설정된 전방 영상의 신호등 관심영역에서 신호등의 색상을 인식할 수 있다. 교통신호 인식부(17)는 RGB 모델, HSV 모델, YCbCr 모델 중 하나를 이용하여 신호등의 색상을 인식할 수 있다. The traffic
RGB 모델을 사용하는 경우, R(red), G(green), B(blue) 각 색상 영역의 범위가 미리 설정되며, 교통신호 인식부(17)는 신호등 관심영역내에서 검출된 신호등의 R, G, B 값을 미리 설정된 R, G, B 값과 비교함으로써, 신호등의 색상이 빨강색, 초록색, 주황색 중 어느 것인지를 판단할 수 있다. When the RGB model is used, a range of each color region of R (red), G (green), and B (blue) is set in advance, and the traffic
정지선 인식부(15)는 관심영역 설정부(13)에서 설정된 전방 영상의 정지선 관심영역에서 정지선을 감지할 수 있다. 여기서, 정지선은 횡단보도 전에 차량의 정지를 위해 형성된 정지선, 사거리나 삼거리 등에 진입하기 전에 표시된 정지선, 횡단보도 등을 포함하는 용어로 사용된다. The stop
일반적으로 정지선은 흰색 발광도료를 이용하여 형성되며, 이에 따라, 빛을 반사하기 때문에 다른 노면에 비해 휘도와 채도가 높다. 따라서, 정지선 인식부(15)는, 정지선 관심영역내에서 휘도와 채도를 이용하여 정지선을 감지할 수 있다. 즉, 정지선 인식부(15)는 정지선 관심영역내에서 휘도와 채도의 적산값이 미리 설정된 일정값 이상인 영역을 정지선으로 인식하게 된다. Generally, stop lines are formed by using a white light-emitting paint, and accordingly, the brightness and the saturation are higher than those of other roads because they reflect light. Therefore, the stop
한편, 정지선 인식부(15)는 전방 영상에서 에지를 검출하여 정지선을 감지할 수도 있다. 정지선 인식부(15)는, 에지를 검출하기 위해 미분 연산을 수행하며, 예를 들어, 소벨 미분 연산자를 이용하여 전방 영상의 수평 기울기와 수직 기울기를 산출할 수 있다. 그런 다음, 정지선 인식부(15)는 수평 기울기 영상과 수직 기울기 영상을 0과 1로 이진화한다. 즉, 정지선 인식부(15)는 수평 기울기 영상과 수직 기울기 영상에서 기울기값이 미리 설정된 임계값 이상인 점은 1로 하고 기울기값이 임계값 이하인 점은 0으로 하여 수평 기울기 영상과 수직 기울기 영상을 이진화함으로써, 수평 이진화 영상과 수직 이진화 영상을 생성한다. 그런 다음, 정지선 인식부(15)는 수평 기울기 영상에서 정지선 관심영역내에서 에지를 검출하여 정지선으로 인식할 수 있다. On the other hand, the stop
산술모듈(30)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 정지선과의 거리를 산출하는 정지선 거리산출부(31), 선행차량과의 거리를 산출하는 선행차량 거리산출부(33), 자차의 평균속도를 산출하는 평균속도 산출부(35)를 포함할 수 있다. 3, the
정지선 거리산출부(31)는, 전방 영상을 이용하여 차량에서 정지선까지의 거리를 산출할 수 있다. 정지선 거리산출부(31)는 다양한 모델을 이용하여 거리를 산출할 수 있으며, 본 실시예에서는 핀홀 카메라 모델(Pin-hole Camera Model)을 이용하여 차량에서 정지선까지의 거리를 산출하는 방법을 설명하도록 한다. The stop line
도 4a는 핀홀 카메라 모델을 이용하여 차량에서 정지선까지의 거리를 산출하기 위한 방법을 나타내는 도면이고, 도 4b는 전방 카메라(11)에서 촬영된 영상을 간단히 표시한 도면이다. FIG. 4A is a diagram illustrating a method for calculating a distance from a vehicle to a stop line using a pinhole camera model, and FIG. 4B is a diagram simply showing an image captured by the
도 4a에서 차량에서 정지선까지의 거리는 Dx, 카메라의 높이는 hc, 카메라의 초점거리는 f, 전방 영상에 형성되는 상의 높이는 y로 표시된다. In FIG. 4A, the distance from the vehicle to the stop line is Dx, the height of the camera is hc, the focal length of the camera is f, and the height of the image formed on the forward image is represented by y.
정지선 거리산출부(31)는 이러한 핀홀 카메라 모델에서 카메라의 높이 hc와 차량에서 정지선까지의 거리 Dx와의 비율이, 카메라의 초점거리 f와 전방 영상에 형성되는 상의 높이 y와의 비율과 비례한다는 원리를 이용함으로써, 차량에서 정지선까지의 거리 Dx를 산출할 수 있다. 즉, 정지선 거리산출부(31)는 다음의 수학식 1을 이용하여 차량에서 정지선까지의 거리 Dx를 산출할 수 있다. The stop line
여기서, 카메라의 높이는 hc, 카메라의 초점거리는 f는 정해져 있는 값으로서, 정지선 거리산출부(31)는 이미 이들 값에 대한 정보를 가지고 있다. Here, the height of the camera is hc and the focal length of the camera is f, and the stop line
도 4b에는 전방 영상에 형성되는 상의 높이 y가 정지선과 수평선 간의 높이와 동일함으로 보여주고 있다. 즉, 전방 영상에서 정지선과 수평선 간의 높이를 측정하면, y값을 측정할 수 있다. 4B shows that the height y of the image formed on the forward image is equal to the height between the stop line and the horizontal line. That is, the y value can be measured by measuring the height between the stop line and the horizontal line in the front image.
이에 따라, 정지선 거리산출부(31)는 전방 영상을 이용하여 정지선과 수평선 간의 높이 y를 측정할 수 있다. 이때, 수평선은 전방 영상의 중심에 형성된 수평선이므로, 미리 위치가 결정되어 있고, 정지선은 정지선 인식부(15)에 의해 감지된 정지선 위치를 이용할 수 있다. Accordingly, the stop line
정지선 거리산출부(31)는, 정지선과 수평선 간의 높이 y를 측정한 다음, 이미 알고 있는 카메라의 높이 hc, 카메라의 초점거리 f를 수학식 1에 대입하여 차량에서 정지선까지의 거리 Dx를 산출할 수 있다.The stop line
선행차량 거리산출부(33)는, 레이저센서, 초음파 센서 등을 이용하여 선행차량과의 거리를 산출할 수 있다. 레이저센서와 초음파 센서 등은 차량의 전방에 설치되며, 선행차량을 향해 레이저 또는 초음파를 발사하여 선행차량에서 반사된 레이저 또는 초음파를 이용하여 선행차량과의 거리를 산출할 수 있도록 한다. The preceding vehicle
본 실시예에서는 레이저센서를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하나, 선행차량 거리산출부(33)는 다른 센서를 사용할 수도 있음은 물론이다. 레이저센서는 레이저를 발광시키는 발광부와, 선행차량에서 반사된 레이저를 수광하는 수광부를 가지며, 발광부에서 레이저를 발광시킨 시간과, 선행차량에서 레이저가 반사되어 수광부에서 수광된 시간 차이를 이용하면, 레이저가 이동한 거리를 산출할 수 있다. 이에 따라, 선행차량 거리산출부(33)는 선행차량과의 거리를 산출할 수 있다. In the present embodiment, the case where the laser sensor is used is described as an example, but it goes without saying that the preceding vehicle
평균속도 산출부(35)는, 미리 설정된 소정 시간동안 주행한 자차의 평균속도를 산출할 수 있다. 평균속도 산출부(35)는 다음의 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다.The average
여기서, 기어비는 변속기의 입력축과 출력축의 회전수 비율로서, 기어비가 5:1이면 엔진이 5번 회전하는 동안 타이어가 1번 회전한다는 의미가 된다. 종감속비는 실제 기어비에 최대한 가까운 값을 산출하기 위한 추가적인 감속 비율이며, 저속과 고속에서 감속비를 크게 하여 각 기어단의 가변기어를 작게 만들기 위해 사용될 뿐만 아니라, 엔진의 힘과 가속성을 높이기 위해 사용된다. 부변속비는 구동력을 필요로하는 1단기어와 항속주행에 유리한 2단 기어 중 운전자가 선택한 기어에 대한 기어비를 말한다. Here, the gear ratio is a ratio of the number of revolutions of the input shaft to the output shaft of the transmission. When the gear ratio is 5: 1, it means that the tire rotates once while the engine rotates 5 times. The longitudinal reduction ratio is an additional reduction ratio for calculating a value as close as possible to the actual gear ratio and is used to increase the power and acceleration of the engine as well as to make the variable gear of each gear stage small by increasing the reduction ratio at low speed and high speed . The negative speed ratio refers to the gear ratio of the gear selected by the driver in the first stage gear requiring the driving force and the second gear advantageous for the constant speed driving.
제어모듈(50)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 정지 여부를 결정하는 운행제어 판단부(51), 차량의 정지를 위한 실시간 목표속도를 산출하는 목표속도 산출부(53), 실시간 목표속도에 따라 차량의 속도를 제어하는 속도제어부(55)를 포함할 수 있다. 5, the
운행제어 판단부(51)는, 카메라모듈(10)에서 인식된 정보와 산술모듈(30)에서 산출된 정보에 기초하여 차량의 정지 여부를 결정할 수 있다. 즉, 운행제어 판단부(51)는, 신호등의 색상, 정지선과의 거리, 선행차량과의 거리, 자차의 평균속도를 이용하여 자차의 정지 여부를 결정할 수 있다. The operation
운행제어 판단부(51)는 교통신호 인식부(17)에서 감지한 신호등의 색상이 빨간색이면, 자차를 무조건 정지시키는 것으로 판단한다. 이때, 운행제어 판단부(51)는 선행차량 거리산출부(33)에서 산출된 선행차량과의 거리가 기준거리, 예를 들면, 5m가 되는 위치에 자차를 정지시켜야 한다고 결정할 수 있다.If the color of the traffic light detected by the traffic
이렇게 신호등이 빨간색이라서 차량이 정차된 경우, 운행제어 판단부(51)는 교통신호 인식부(17)에서 감지한 신호등의 색상이 초록색으로 변경되고, 선행차량과의 거리가 5m를 초과하면, 자차의 주행을 재개해야 한다고 판단할 수 있다. When the traffic light is red and the vehicle is stopped, the traffic
반면, 운행제어 판단부(51)는 교통신호 인식부(17)에서 감지한 신호등의 색상이 초록색이면, 정지선과의 거리, 선행차량과의 거리, 자차의 평균속도에 따라 자차의 정지 여부를 결정할 수 있다. On the other hand, if the color of the traffic light detected by the traffic
운행제어 판단부(51)는 신호등의 색상이 초록색이더라도, 자차와 정지선과의 거리가 10~20m 사이인 경우, 자차의 평균속도가 35km/h 이하이고 선행차량과의 거리가 5m 이하이면, 자차를 정지시켜야 한다고 판단할 수 있다. When the distance between the vehicle and the stop line is between 10 and 20 m, even if the color of the traffic light is green, the operation
또한, 운행제어 판단부(51)는 신호등이 초록색임에도 자차를 정지시켜야 한다고 판단한 경우, 자차의 평균속도와 선행차량과의 거리를 계속적으로 제공받아 선행차량과의 거리가 5m를 초과하고, 신호등이 초록색을 유지하고 있으면, 자차를 다시 주행시켜야 한다고 판단할 수 있다. When the traffic
목표속도 산출부(53)는, 차량이 선행차량과 5m의 간격을 두고 주행할 수 있도록 실시간 목표속도를 산출할 수 있다. 또한, 목표속도 산출부(53)는 운행제어 판단부(51)에서 차량이 정지해야 한다고 판단되면, 차량이 선행차량과 일정 거리, 예를 들어, 5m 이격된 위치에 정지할 수 있도록 차량의 현재속도에서 0km/h로 차량의 속도를 감속하기 위한 실시간 목표속도를 산출할 수 있다. The target
목표속도 산출부(53)는, 선행차량과의 거리를 이용하여 정지시점까지 남은 거리를 속도센서에서 감지된 차량의 현재속도로 나누어 정지시점까지의 제동시간을 구한다. 그런 다음, 미리 설정된 음의 가속도 C를 이용하여, 제동시간동안 차량의 속도를 0으로 만들기 위한 실시간 목표속도를 산출할 수 있다. 이를 위해, 목표속도 산출부(53)는, 다음의 수학식 3을 사용하여 실시간 목표속도를 산출할 수 있다. The target
여기서, Vx(t)는 실시간 목표속도, Vx(t-1)은 시간의 경과에 따른 차량의 속도, C는 음의 가속도, C×ΔT는 감속도이다. Here, Vx (t) is the real-time target speed, Vx (t-1) is the vehicle speed with the lapse of time, C is the negative acceleration, and Cx? T is the deceleration.
속도제어부(55)는, 엔진을 제어하는 엔진제어용 전자제어유닛(Electronic Control Unit)으로서, 엔진 상태 및 주행 상태에 맞취 연료분사를 조절하는 엔진제어유닛(Engine Control Unit)과 자동변속기 제어를 위한 변속기제어유닛(Transmission Control Unit)을 포함할 수 있다. The
속도제어부(55)는 목표속도 산출부(53)에서 산출된 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어함으로써, 차량의 속도를 제어할 수 있다. 차량의 주행 중 운행제어 판단부(51)에 의해 차량이 정지할 필요가 없다고 판단되는 경우, 속도제어부(55)는 목표속도 산출부(53)에서 산출된 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어한다. 반면, 운행제어 판단부(51)에서 차량이 정지해야 한다고 판단되면, 차량이 선행차량과 5m 이격된 위치에 정차하도록 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어하여 차량이 정차하도록 제어한다. The
이러한 구성에 의한 신호등 인식가능한 자동 순항 제어장치(1)에서 신호등의 인식에 따라 차량의 주행을 제어하는 과정을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 6, a process of controlling the driving of the vehicle in accordance with the recognition of the traffic lights in the automatic
차량이 시동되고 자동 순항 제어장치(1)가 작동되면, 전방 카메라(11)에서는 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 생성하고(S600), 전방 영상은 관심영역 설정부(13)로 제공되어 정지선 관심영역과 신호등 관심영역이 설정된다(S605). When the vehicle is started and the automatic
정지선 인식부(15)에서는 전방 영상에서 정지선 관심영역의 채도와 휘도, 또는 에지를 감지하여 정지선을 감지하고, 교통신호 인식부(17)에서는 신호등 관심영역에서 신호등의 색상을 감지한다(S610). In step S610, the stop
정지선이 인식되고 교통신호 인식부(17)에서 신호등의 색상이 빨간색으로 판단되면(S615), 운행제어 판단부(51)에서는 차량이 선행차량과 5m 간격을 두고 정지되어야 한다고 판단한다. When the stop line is recognized and the traffic
그러면, 목표속도 산출부(53)에서는 선행차량 거리산출부(33)에서 산출된 선행차량과의 거리, 속도센서에서 감지된 차량의 현재속도, 음의 가속도를 이용하여 실시간 목표속도를 산출한다(S620). 그런 다음, 속도제어부(55)에서는 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어하여 차량이 선행차량과 5m 간격을 두고 정지하도록 한다(S625). Then, the target
운행제어 판단부(51)에서는 교통신호 인식부(17)에서 인식한 신호등의 색상이 초록색으로 변경되고(S630), 선행차량과의 거리가 5m를 초과하면(S635), 자차의 주행을 재개해야 한다고 판단한다. 목표속도 산출부(53)에서는 선행차량과의 거리가 5m를 유지하도록 차량의 실시간 목표속도를 산출하여 속도제어부(55)로 제공한다(S640). 속도제어부(55)에서는 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어하여 차량이 다시 주행하도록 한다(S645). The color of the traffic light recognized by the traffic
한편, 정지선이 인식되고 교통신호 인식부(17)에서 신호등의 색상이 초록색으로 판단되면(S615), 운행제어 판단부(51)는 정지선 거리산출부(31), 선행차량 거리산출부(33), 평균속도 산출부(35)에서 산출된 결과에 따라 차량의 정지여부를 결정한다. When the stop line is recognized and the traffic
운행제어 판단부(51)는, 자차와 정지선과의 거리가 10~20m 사이인 경우, 자차의 평균속도가 35km/h 이하이고 선행차량과의 거리가 5m 이하이면, 자차를 정지시켜야 한다고 판단한다(S650). When the distance between the vehicle and the stop line is between 10 and 20 m, the operation
운행제어 판단부(51)에서 차량의 정지가 결정되면, 목표속도 산출부(53)에서는 실시간 목표속도를 산출하고(S655), 속도제어부(55)에서는 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어하여 차량이 선행차량과 5m 간격을 두고 정지하도록 한다(S660). When the vehicle
이렇게 신호등이 초록색인 상태에서 차량의 정지가 결정된 상태에서, 운행제어 판단부(51)는 선행차량과의 거리가 5m를 초과하면, 신호등의 색상이 초록색을 유지하고 있는 경우에는 운행을 재개하도록 결정한다(S665). When the distance to the preceding vehicle exceeds 5 m, the driving
그러면, 목표속도 산출부(53)에서는 실시간 목표속도를 산출하고(S640), 속도제어부(55)에서는 실시간 목표속도에 따라 엔진을 제어하여 차량이 주행하도록 한다(S645). Then, the target
이와 같이, 본 발명에 따른 신호등 인식가능한 자동 순항 제어장치(1)는, 자동 순항 기능의 동작 중 정지선과 신호등을 인식함으로써, 신호등이 빨간색일 때는 차량이 선행차량과 일정 거리를 두고 정지하도록 하고, 신호등이 초록색일 때는 자차의 평균속도가 일정 이하이고 선행차량과의 거리가 일정 이하인 경우, 즉 차량의 흐름이 느린 경우에 차량을 정지시키도록 한다. 이에 따라, 자동 순항 제어 중에 신호등을 인식하여 차량을 정지시킬 수 있으므로, 횡단보도나 교차로에서의 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정체되는 상황에서 차량이 교차로에 진입한 후 신호등이 바뀜으로 인해, 사고나 교통체증을 유발하는 것을 방지할 수 있다. As described above, the automatic
전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다. The standard content or standard documents referred to in the above-mentioned embodiments constitute a part of this specification, for the sake of simplicity of description of the specification. Therefore, it is to be understood that the content of the above standard content and portions of the standard documents are added to or contained in the scope of the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 카메라모듈
11 : 전방 카메라
13 : 관심영역 설정부
15 : 정지선 인식부
17 : 교통신호 인식부
30 : 산술모듈
31 : 정지선 거리산출부
33 : 선행차량 거리산출부
35 : 평균속도 산출부
50 : 제어모듈
51 : 운행제어 판단부
53 : 목표속도 산출부
55 : 속도제어부 10: camera module 11: front camera
13: ROI setting unit 15: Stop line recognition unit
17: Traffic signal recognition unit 30: Arithmetic module
31: stop line distance calculating unit 33: preceding vehicle distance calculating unit
35: average speed calculating unit 50: control module
51: Operation Control Decision Unit 53: Target Speed Calculator
55: Speed control section
Claims (8)
상기 전방 카메라에서 촬영된 영상에서 정지선을 감지하는 정지선 인식부;
상기 전방 카메라에서 촬영된 영상에서 신호등의 색상을 감지하는 교통신호 인식부; 및
상기 정지선이 감지되면, 상기 신호등의 색상과 미리 설정된 조건에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 판단하고, 상기 차량이 선행차량과 일정 거리를 유지하며 정지 또는 주행하도록 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. A front camera for photographing the front of the vehicle;
A stop line recognizing unit for detecting a stop line in the image photographed by the front camera;
A traffic signal recognition unit for sensing a color of a traffic light in an image photographed by the front camera; And
A control module for determining whether the vehicle should stop at the stop line in accordance with a hue of the traffic light and a preset condition when the stop line is detected and controlling the vehicle to stop or travel while maintaining a certain distance from the preceding vehicle; And an automatic cruise control device having a signal light detection function.
상기 제어모듈은,
상기 신호등의 색상에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 1차 판단하고, 상기 신호등이 초록색이면 미리 설정된 조건에 부합하는지 여부에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 2차 판단하는 운행제어 판단부;
상기 차량이 상기 선행차량과 일정 거리를 유지하면서 정지 또는 주행하도록 하기 위한 실시간 목표속도를 산출하는 목표속도 산출부;
상기 실시간 목표속도에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 속도제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. The method according to claim 1,
The control module includes:
Whether or not the vehicle should stop at the stop line in accordance with the color of the traffic light, and whether or not the vehicle should stop at the stop line in accordance with whether or not the traffic light is green, An operation control unit
A target speed computing unit for computing a real time target speed for causing the vehicle to stop or travel while maintaining a predetermined distance from the preceding vehicle;
And a speed controller for controlling the speed of the vehicle according to the real time target speed.
상기 운행제어 판단부는, 상기 신호등이 빨간색인 경우, 상기 차량이 정지해야 하는 것으로 판단하고, 상기 목표속도 산출부는 상기 차량이 상기 선행차량과 일정 거리를 유지한 상태에서 정지할 수 있도록 실시간 목표속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. 3. The method of claim 2,
The vehicle speed control unit determines that the vehicle should stop if the traffic light is red, and the target speed calculation unit calculates a real time target speed so that the vehicle can stop in a state in which the vehicle maintains a certain distance from the preceding vehicle Wherein the automatic cruise control device has a signal light detection function.
상기 운행제어 판단부는, 상기 신호등이 빨간색인 상태에서 상기 차량이 정지한 경우, 상기 신호등이 초록색으로 변경되고, 상기 선행차량과의 거리가 일정 거리를 초과하면, 상기 차량의 운행을 재개하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. The method of claim 3,
The traffic control determining unit determines that the vehicle is stopped when the traffic light is red, the traffic light is changed to green, and when the distance from the preceding vehicle exceeds a certain distance, Wherein the automatic cruise control device has a signal light detection function.
상기 운행제어 판단부는, 상기 신호등이 초록색인 경우, 상기 선행차량의 평균속도가 미리 설정된 기준속도 이하이고, 상기 차량과 선행차량과의 거리가 미리 설정된 기준거리 이하이면, 상기 차량이 정지해야 하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. 3. The method of claim 2,
When the traffic light is green and the average speed of the preceding vehicle is equal to or less than a preset reference speed and the distance between the vehicle and the preceding vehicle is less than a preset reference distance, Wherein the automatic cruise control device has a signal light detection function.
상기 운행제어 판단부는, 상기 신호등이 초록색을 유지한 상태에서 상기 선행차량과의 거리가 상기 기준거리를 초과하면, 상기 차량의 주행을 재개해야 하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the driving control determining unit determines that the vehicle should be resumed when the distance from the preceding vehicle exceeds the reference distance in a state where the traffic light is maintained in green. Cruise control device.
상기 차량과 상기 선행차량과의 거리를 산출하는 선행차량 거리산출부;
상기 차량에서 상기 정지선까지의 거리를 산출하는 정지선 거리산출부;
상기 차량의 평균속도를 산출하는 평균속도 산출부;를 포함하는 산술모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어장치. The method according to claim 1,
A preceding vehicle distance calculating unit for calculating a distance between the vehicle and the preceding vehicle;
A stop line distance calculating unit for calculating a distance from the vehicle to the stop line;
Further comprising an arithmetic module including an average speed calculating unit for calculating an average speed of the vehicle.
상기 전방 영상에서 정지선을 감지하는 단계;
상기 전방 영상에서 신호등의 색상을 감지하는 단계;
상기 신호등의 색상에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 1차 판단하고, 상기 신호등이 초록색이면 미리 설정된 조건에 부합하는지 여부에 따라 상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 하는지 여부를 2차 판단하는 단계; 및
상기 차량이 상기 정지선에 정지해야 한다고 판단되면, 상기 차량이 선행차량과 일정 거리를 유지하며 정지하도록 제어하는 단계;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 감지기능을 갖는 자동 순항 제어방법. Capturing an image of the front of the vehicle to form a forward image;
Detecting a stop line in the forward image;
Sensing a color of a traffic light in the forward image;
Whether or not the vehicle should stop at the stop line in accordance with the color of the traffic light, and whether or not the vehicle should stop at the stop line in accordance with whether or not the traffic light is green, ; And
And controlling the vehicle to stop at a predetermined distance from the preceding vehicle when the vehicle is determined to stop at the stop line.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |