KR20180101029A - Apparatus and method for estimating curvature of road - Google Patents

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KR20180101029A KR1020170027724A KR20170027724A KR20180101029A KR 20180101029 A KR20180101029 A KR 20180101029A KR 1020170027724 A KR1020170027724 A KR 1020170027724A KR 20170027724 A KR20170027724 A KR 20170027724A KR 20180101029 A KR20180101029 A KR 20180101029A
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이준희
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Abstract

The present invention provides an apparatus and method for estimating a curvature of a road using an eye-guided object disposed along a road. The apparatus for estimating a curvature of a road according to the present invention includes an image obtaining unit for obtaining a front image of the road on which a vehicle runs, an image processing unit for extracting a plurality of eye-induced objects installed along the road or lane components of the road from the obtained front image, calculating the curvature of the road by applying curve fitting to the plurality of eye-induced objects or the lane components which are extracted, and determining a coefficient of a curve equation with an arbitrary dimension using the calculated curvature, and a lane outputting unit for outputting lanes of the road based on a calculation result of the curve equation. Accordingly, the present invention can estimate the curvature of the road regardless of securing the visibility of a running image.

Description

도로 곡률 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CURVATURE OF ROAD}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CURVATURE OF ROAD [0002]

본 발명은 도로 곡률 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 도로에 배치된 시선유도 물체를 이용하여 도로 곡률을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for estimating road curvature. More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for estimating a road curvature using a line-guided object disposed on a road.

최근 출시되고 있는 차량에는 주행 지원 시스템이 탑재되는데, 차량에 탑재된 센서를 이용하여 차량의 주변 상황을 감지하고, 감지된 정보에 근거하여 차선 유지, 충돌 방지 및 전조등 제어 등의 주행 안전 제어를 수행한다.Recently released vehicles are equipped with a driving support system. They use the sensors mounted on the vehicle to detect the surroundings of the vehicle and conduct driving safety control such as lane keeping, collision avoidance, and headlight control based on the sensed information do.

이때 차량의 전방에 설치된 센서를 이용하여 차선을 인식하는데, 센서의 예로는 비전 센서(Vision Sensor), 레이더(Radar), 라이더(Lidar) 등이 있으며, 특히 비전 센서는 기존의 다양한 영상 처리 알고리즘의 활용이 가능하므로 널리 이용되고 있다.In this case, the sensor installed in the front of the vehicle recognizes the lane. Examples of the sensor include a vision sensor, a radar, and a lidar. Particularly, the vision sensor uses a variety of image processing algorithms It is widely used because it can be used.

즉, 주행 도로를 영상으로 획득하고, 획득된 영상에서 차선을 구분하여 인식하는 차선 인식 방법은 획득한 영상 내의 차선 위치를 2차원 좌표로 맵핑하고 차선의 위치를 검출하여 표시하는 과정으로 이루어진다. 이때 차선이 곡선으로 이루어지는 경우에는, 산출된 차선 위치 좌표들로부터 곡선 방정식을 사용하거나 또는 차선의 폭을 이용하여 곡선을 인식한다. That is, a lane recognition method for acquiring a running road as an image and recognizing lanes in an acquired image is performed by mapping a lane position in the acquired image to two-dimensional coordinates and detecting and displaying the position of the lane. At this time, when the lane is formed of a curve, the curve is recognized from the calculated lane position coordinates by using the curve equation or by using the width of the lane.

그러나 이러한 방법은 가시성(visibility)이 현저히 떨어지는 경우 즉, 비가 오거나 안개가 심한 경우, 카메라 렌즈에 얼룩이 있는 경우 또는 차선이 지워지는 경우에, 인식된 차선에 대한 정확도가 현저하게 떨어질 수 있다. However, this method can significantly reduce the accuracy of the recognized lane when the visibility is significantly low, that is, when it is raining or foggy, when the camera lens is stained or when the lane is erased.

즉, 종래의 곡선을 가지는 차선 인식 방법은 차선에 대한 곡선적합(curve fitting) 기법을 이용하는데, 차선에 대한 가시성이 확보되지 않는다면, 차선의 곡률을 제대로 인식할 수 없다. 따라서 획득한 영상에서 근거리에 위치한 특징점으로부터 차선의 횡방향 치우침을 나타내는 오프셋(offset) 및 차량에 대응되는 차선의 방향 정보인 방향각(heading angle)을 추정할 수 있지만, 곡선에 대한 곡률을 산출할 수 없는 문제가 있다.That is, the conventional curve recognition method uses a curve fitting method for the lane. If the visibility of the lane is not secured, the curvature of the lane can not be correctly recognized. Therefore, it is possible to estimate an offset indicating lateral deviation of the lane and a heading angle, which is direction information of the lane corresponding to the vehicle, from the feature points located in the vicinity of the acquired image, but it is also possible to calculate the curvature There is no problem.

따라서 이러한 경우에 차선 인식에 대한 정확도가 떨어지므로 차량에 탑재된 각종 주행 지원시스템에 오류가 발생할 수 있으며, 특히 차선 유지 지원 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System)의 오류에 의해 차량에 저크(jerk) 현상이 발생할 수 있다.In this case, the accuracy of the lane recognition is degraded, so that errors may occur in various driving support systems mounted on the vehicle. In particular, errors in the lane keeping assistance system (LKAS) A phenomenon may occur.

전술한 배경에서 안출된 본 발명은 도로를 따라 배치된 시선유도 물체를 이용한 도로 곡률 추정 장치 및 방법을 제안하고자 한다.The present invention, which is devised from the background described above, proposes an apparatus and method for estimating a curvature of a road using an eye-guided object disposed along a road.

또한, 본 발명은 3차 곡선 방정식을 이용하여 신뢰도 높은 곡선 도로의 곡률을 추정하는 도로 곡률 추정 장치 및 방법을 제안하고자 한다.In addition, the present invention proposes a road curvature estimation apparatus and method for estimating a curvature of a highly reliable curved road by using a cubic curve equation.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 도로 곡률 추정 장치는 차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득하는 영상 획득부, 획득된 상기 전방 영상으로부터 상기 도로의 차선 성분 또는 상기 도로를 따라 설치되는 복수 개의 시선유도 물체를 추출하고, 추출된 상기 차선 성분 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체에 곡선적합법(curve fitting)을 적용하여 상기 도로의 곡률을 산출하며, 산출된 상기 곡률을 이용하여 임의의 차원을 갖는 곡선 방정식의 계수를 결정하는 영상 처리부 및 상기 곡선 방정식의 계산 결과를 기반으로 상기 도로의 차선을 출력하는 차선 출력부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating a curvature of a road, comprising: an image acquisition unit for acquiring a forward image of a road on which the vehicle is traveling; a lane component of the road from the obtained forward image; The curvature of the road is calculated by applying curvilinear fitting to the extracted lane component or the plurality of line-of-sight guidance objects, and an arbitrary dimension is calculated using the calculated curvature And a lane output unit for outputting a lane on the road based on the calculation result of the curve equation.

또한, 상기 영상 처리부는 상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정부, 설정된 상기 관심영역 내에서 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출하는 에지 검출부, 검출된 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출하고, 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환하는 특징점 추출부 및 추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행하고, 상기 곡선 방정식을 이용하여 상기 도로의 상기 곡률을 산출하는 곡률 산출부를 포함할 수 있다.The image processing unit may further include an interest area setting unit that sets a road area located at a lower end of the horizon line in the forward image and a line-guiding area located at left and right sides as an area of interest, an edge detecting unit for detecting edges of the plurality of line-guided objects, extracting a plurality of feature points based on pixel information or color information from the detected edges, and extracting the plurality of feature points based on the position of the vehicle And a curvature calculating unit for calculating the curvature of the road using the curve equation by performing a curve fitting method by merging the extracted feature points and the extracted plurality of feature points.

그리고 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 도로 곡률 추정 방법은 차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득하는 영상 획득단계, 획득된 상기 전방 영상으로부터 상기 도로의 차선 성분 또는 상기 도로를 따라 설치되는 복수 개의 시선유도 물체를 추출하고, 추출된 상기 차선 성분 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체에 곡선적합법(curve fitting)을 적용하여 상기 도로의 곡률을 산출하며, 산출된 상기 곡률을 이용하여 임의의 차원을 갖는 곡선 방정식의 계수를 결정하는 영상 처리단계 및 상기 곡선 방정식의 계산 결과를 기반으로 상기 도로의 차선을 출력하는 차선 출력단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a road curvature estimation method comprising: an image acquisition step of acquiring a forward image of a road on which a vehicle is traveling; a lane component of the road or a road A curvature of the road is calculated by applying curve fitting to the extracted lane component or the plurality of line-of-sight guidance objects, and the curvature of the road is calculated using an arbitrary dimension And a lane-outputting step of outputting a lane of the road based on the calculation result of the curve equation.

또한, 상기 영상 처리단계는 상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정단계, 설정된 상기 관심영역 내에서 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출하는 에지 검출단계, 검출된 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출하고, 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환하는 특징점 추출단계 및 추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행하고, 상기 도로의 상기 곡률을 산출하여 상기 곡선 방정식의 계수에 대입하는 곡률 산출단계를 포함할 수 있다.In addition, the image processing step may include: a ROI setting step of setting a road area located at the lower end of the horizon in the forward image and a gaze guidance area located at left and right sides of the ROI as an ROI; An edge detecting step of detecting edges of the plurality of line-of-sight guiding objects, extracting a plurality of feature points based on pixel information or color information from the detected edges, A feature point extracting step of extracting a feature point from the feature points and a feature point extracting step of extracting feature points from the feature point, .

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명은 주행 영상에 대한 가시성 확보에 관계없이 곡선 도로의 곡률을 추정할 수 있다.The present invention can estimate the curvature of a curved road regardless of securing the visibility of the traveling image.

또한, 본 발명은 신뢰도가 향상된 곡선 도로의 곡률을 운전자에게 제공하므로 주행의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention provides the driver with the curvature of the curved road with improved reliability, thereby improving the convenience of traveling.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 곡률 추정 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 획득된 전방 영상의 차선에 따른 곡률과 시선유도 물체에 따른 곡률을 간략하게 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 곡률 추정 방법을 간략하게 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 곡률 추정 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram of a road curvature estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a curvature of the obtained front image along a lane and a curvature according to an eye-guiding object.
3 is a flowchart briefly explaining a road curvature estimation method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining a road curvature estimation method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms "comprises" and / or "made of" means that a component, step, operation, and / or element may be embodied in one or more other components, steps, operations, and / And does not exclude the presence or addition thereof.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 곡률 추정 장치(100)에 대한 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a road curvature estimation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도로 곡률 추정 장치(100)는 차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득하는 영상 획득부(110), 획득된 상기 전방 영상으로부터 상기 도로의 차선 성분 또는 상기 도로를 따라 설치되는 복수 개의 시선유도 물체를 추출하고, 추출된 상기 차선 성분 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체에 곡선적합법(curve fitting)을 적용하여 상기 도로의 곡률을 산출하며, 산출된 상기 곡률을 이용하여 임의의 차원을 갖는 곡선 방정식의 계수를 결정하는 영상 처리부(120) 및 상기 곡선 방정식의 계산 결과를 기반으로 상기 도로의 차선을 출력하는 차선 출력부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a road curvature estimation apparatus 100 includes an image acquisition unit 110 for acquiring a forward image of a road on which a vehicle is traveling, a lane component of the road from the obtained forward image, And calculating a curvature of the road by applying a curve fitting method to the extracted lane component or the plurality of line-of-sight guidance objects, and calculating an arbitrary And a lane output unit 130 for outputting a lane of the road based on the calculation result of the curve equation.

이때, 상기 시선유도 물체는 상기 도로를 따라 하나 이상 배치되는 도로표지, 가로수, 가로등, 유도등, 지주캡, 반사체 및 유도봉 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것으로, 위험한 곡선 도로에 목표선을 제공하여 운전자의 시선이 도로의 곡선을 따르도록 유도시킴으로써 안전 주행을 도모하는 물체이다.At this time, the visual line-guiding object includes at least one or more than one or more road markers, street lamps, street lamps, guide lamps, columnar caps, reflectors, and guide rods disposed along one or more of the roads, Is an object that aims to drive safely by guiding the line of sight to follow the curve of the road.

구체적으로, 영상 획득부(110)는 상기 차량에 구비되어 있는 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 촬영장치로부터 상기 차량 전방의 곡선 도로에 대한 상기 전방 영상을 획득할 수 있다. Specifically, the image obtaining unit 110 may obtain the forward image of the curved road ahead of the vehicle from a photographing device capable of photographing still images and moving images provided in the vehicle.

이때 상기 촬영장치는 비전 센서를 포함할 수 있으며, 비전 센서로는 2차원 영상을 획득할 수 있는 비전 센서 및 3차원 영상을 획득할 수 있는 3차원 비전 센서를 예로 들 수 있다. 또한, 상기 촬영장치는 상기 차량을 중심으로 전방위를 촬영하여 영상을 획득하기 위해 스테레오 카메라(stereo camera), 이동식 스테레오 카메라(moving stereo camera) 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.At this time, the photographing apparatus may include a vision sensor. Examples of the vision sensor include a vision sensor capable of acquiring a two-dimensional image and a three-dimensional vision sensor capable of acquiring a three-dimensional image. The photographing apparatus may be configured to include at least one of a stereo camera and a moving stereo camera for photographing all directions around the vehicle and acquiring an image.

또한, 영상 획득부(110)는 상기 전방 영상을 획득하기 위하여 상기 촬영장치와의 통신 기능을 수행하는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 통신부는 무선랜(Wireless LAN : WLAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband : Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access : Wimax), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access : HSDPA), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution : LTE), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service : WMBS) 등을 포함할 수 있고, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association : IrDA), 초광대역 무선(Ultra Wideband : UWB), 지그비(ZigBee), CAN 통신, 차량용 이더넷, 플렉스레이(flexray), LIN(Local Interconnect Network) 등과 같은 무선 통신 기술을 포함할 수 있다.The image acquiring unit 110 may further include a communication unit (not shown) for performing a communication function with the photographing apparatus to acquire the forward image. At this time, the communication unit may be a wireless LAN (WLAN), a Wi-Fi, a wireless broadband (Wibro), a World Interoperability for Microwave Access (Wimax), a High Speed Downlink Packet (HSDPA), IEEE 802.16, Long Term Evolution (LTE), Wireless Mobile Broadband Service (WMBS), Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID) Wireless communication technologies such as Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, CAN communication, automotive Ethernet, flexray, and LIN (Local Interconnect Network) .

그리고 영상 처리부(120)는 상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정부(121), 설정된 상기 관심영역 내에서 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출하는 에지 검출부(122), 검출된 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출하고, 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환하는 특징점 추출부(123) 및 추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행하고, 상기 곡선 방정식을 이용하여 상기 도로의 상기 곡률을 산출하는 곡률 산출부(124)를 포함할 수 있다.The image processing unit 120 includes a region of interest setting unit 121 that sets a road region located at a lower end of the horizon in the forward image and a line-guiding region located at left and right as an ROI, An edge detection unit 122 for detecting an edge of a lane component or an edge of the plurality of line-guided objects, a plurality of feature points based on pixel information or color information from the detected edge, A feature point extraction unit (123) for converting the plurality of feature points into a coordinate system based on the extracted feature points, and a curve fitting method by merging the extracted feature points and calculating a curvature of the road using the curve equation (124). ≪ / RTI >

구체적으로, 관심영역 설정부(121)는 영상 획득부(110)에서 획득한 상기 전방 영상을 수신하여 장애물을 제거하는데, 상기 장애물은 차선 인식 오류의 원인이 되는 객체를 말하는 것으로 전방 차량, 옆차선에 위치한 차량 등일 수 있다.Specifically, the ROI setting unit 121 receives the forward image acquired by the image obtaining unit 110 and removes the obstacle. The obstacle refers to an object that causes a lane recognition error, And the like.

그러면 관심영역 설정부(121)는 상기 장애물이 제거된 상기 전방 영상에서 상기 도로 영역 및 상기 시선유도 영역을 상기 관심영역(ROI; Region of Interest)으로 설정하는데, 상기 관심영역은 상기 차선 성분 및 상기 시선유도 물체를 포함하되, 차선 인식을 위한 영상 탐색 범위를 최소화할 수 있도록 설정된다.Then, the ROI setting unit 121 sets the ROI and the ROI as the ROI (ROI) in the forward image from which the obstacle has been removed, And is set so as to minimize an image search range for lane recognition, including an eye-guided object.

이때 상기 관심영역을 설정하는 방법은 아다부스트 알고리즘(Adaboost algorithm)에 기초하여 이루어질 수 있는데, 아다부스트 알고리즘은 약한 분류기(weak classifier)의 집합을 선형적으로 결합하여 높은 검출 성능을 가지는 강한 분류기를 생성하는 알고리즘이다. The method of setting the region of interest may be based on an Adaboost algorithm. The Adaboost algorithm combines a set of weak classifiers linearly to generate a strong classifier with high detection performance. .

그리고 에지 검출부(122)는 관심영역 설정부(121)로부터 설정된 상기 관심영역을 수신하여 상기 차선 성분 및 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출할 수 있다. 이때 에지 검출부(122)는 허프변환(Hough Transform)을 이용할 수 있다.The edge detecting unit 122 may detect the lane component and the edges of the plurality of line-guided objects by receiving the region of interest set by the region-of-interest setting unit 121. [ At this time, the edge detector 122 may use a Hough Transform.

또한, 에지 검출부(122)는 차선뿐만 아니라 다양한 상기 시선유도 물체에 대한 에지 성분을 기저장하여 상기 시선유도 물체에 대한 에지를 용이하게 검출할 수 있도록 한다.In addition, the edge detecting unit 122 stores edge components of various lane-guiding objects as well as lanes so that the edge of the line-guiding object can be easily detected.

그리고 특징점 추출부(123)는 에지 검출부(122)로부터 수신한 에지 정보를 이용하여 다양한 알고리즘을 통해 상기 복수 개의 특징점을 추출할 수 있다. 이때 특징점 추출부(123)는 상기 차선 성분에 대한 특징점과 상기 시선유도 물체에 대한 특징점을 각각 추출할 수 있다.The feature point extracting unit 123 can extract the plurality of feature points through various algorithms using the edge information received from the edge detecting unit 122. [ At this time, the feature point extracting unit 123 can extract the feature point for the lane component and the feature point for the eye-directed object, respectively.

예를 들어, 특징점 추출부(123)는 픽셀(pixel) 정보를 기반으로 상기 특징점을 추출할 수 있다. 즉, 특징점 추출부(123)는 획득된 상기 전방 영상의 근접한 픽셀 사이의 밝기 또는 색상 농담이 급격하게 변화하는 경우, 상기 픽셀을 특징점으로 지정하고 지정된 해당 픽셀에 대한 모든 특징점을 추출할 수 있다. For example, the feature point extracting unit 123 may extract the feature points based on pixel information. That is, the feature point extracting unit 123 may designate the pixel as a feature point and extract all the feature points for the designated pixel if the brightness or color hue between neighboring pixels of the obtained forward image changes abruptly.

그리고 특징점 추출부(123)는 색상 정보를 기반으로 상기 특징점을 추출할 수 있다. 즉, 도로의 일반 차선은 흰색으로, 중앙 차선은 노란색으로, 차선이 아닌 부분은 검은색을 띄고 있고, 시선유도 물체인 도로안내표지는 노란색으로, 가로등 및 터널 유도등은 노란빛을 띄고 있으므로, 상기 전방 영상에서 상기 차선 성분 또는 상기 시선유도 물체로 분류될 수 있는 색상을 지닌 영역만을 선택하여 하나의 객체로 만들 수 있다. 즉, 상기 차선 성분 또는 상기 시선유도 물체에 대한 기저장된 상기 색상 정보를 기반으로 상기 객체로부터 특징점을 추출할 수 있다.The feature point extracting unit 123 may extract the feature points based on the color information. In other words, the general lane of the road is white, the center lane is yellow, the non-lane part is black, the road guide sign, which is a guide object, is yellow, and the street lamp and tunnel guide light are yellow, It is possible to select only the region having the color that can be classified as the lane component or the line-guided object in the image into one object. That is, the feature point may be extracted from the object based on the lane component or the color information previously stored on the eye-directing object.

또한, 특징점 추출부(123)는 상기 차량에 대한 6축 자유도(degree of freedom)를 기반으로 추출된 상기 특징점의 위치를 상기 좌표계의 좌표값으로 변환시킬 수 있다. 즉, 특징점 추출부(123)는 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 차량에 구비된 상기 촬영장치와 상기 좌표계의 변환 관계를 계산하는 교정(calibration) 과정을 수행할 수 있다.In addition, the feature point extracting unit 123 may convert the position of the feature point extracted based on the degree of freedom of the six-axis relative to the vehicle to the coordinate value of the coordinate system. That is, the feature point extracting unit 123 may perform a calibration process of calculating a conversion relation between the photographing apparatus provided in the vehicle and the coordinate system based on the position of the vehicle.

여기에서 6축 자유도는 상기 차량에 대하여 3개의 축 즉 x, y, z축의 회전에 따른 강체의 기하학적 위치를 정하는데 필요한 서로 독립한 변수의 수를 말한다.Here, the six-axis degree of freedom refers to the number of mutually independent variables necessary to determine the geometric position of the body with respect to the three axes, i.e., the x, y, and z axes, relative to the vehicle.

또한, 상기 특징점을 상기 좌표계의 좌표값으로 변환시키는 방법은 변환 행렬을 이용하거나 좌표 변환 방정식을 이용함으로써 수행할 수 있으며, 상기 변환 행렬은 호모그래픽 행렬(homographic maxtix)일 수 있다.The method of converting the feature points into the coordinate values of the coordinate system may be performed by using a transformation matrix or using a coordinate transformation equation, and the transformation matrix may be a homographic maxtix.

그리고 곡률 산출부(124)는 특징점 추출부(123)에서 좌표값을 가지는 상기 특징점을 수신하여 하나의 선으로 표현하기 위해 상기 곡선적합법을 수행할 수 있다. 즉, 상기 곡선적합법은 다차원 곡선 방정식을 기반으로 수행할 수 있는데, 상기 특징점에 대응되는 상기 좌표값을 병합(merge)함으로써 상기 곡선 방정식의 차수에 대한 계수를 구할 수 있다. 예를 들어, 상기 곡선 방정식에 상기 특징점의 상기 좌표값을 대입하여 연립하는 상기 곡선 방정식을 계산함으로써, 상기 곡률을 산출할 수 있다. The curvature calculator 124 may perform the curve fit method to receive the feature points having coordinate values in the feature point extractor 123 and express them as one line. That is, the curve fitting method can be performed based on a multidimensional curve equation, and a coefficient for the degree of the curve equation can be obtained by merging the coordinate values corresponding to the characteristic points. For example, the curvature can be calculated by substituting the coordinate values of the minutiae points into the curvilinear equation to calculate the curvilinear equation to be concatenated.

이때 상기 차선 정보 또는 상기 시선유도 물체에 대하여 각각의 상기 곡선적합법을 수행할 수 있다. At this time, each of the curve fitting methods may be performed on the lane information or the line-guided object.

여기에서 상기 곡선적합법 즉, 곡선맞춤 기법은 평면 위에 흩어진 점에 대하여 상기 점에 대한 곡선을 계산하고 산출하는 기법을 말하는 것으로, 상기 곡선적합법에 대한 상기 곡선 방정식은 3차 곡선 방정식

Figure pat00001
일 수 있으며, 이는 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.Here, the curve fitting method, that is, the curve fitting method, refers to a technique of calculating and calculating a curve for the point with respect to a point scattered on a plane, and the curve equation for the curve fitting method is a cubic curve equation
Figure pat00001
, Which can be expressed as [Equation 1].

Figure pat00002
Figure pat00002

여기에서, 0차 계수 C0는 상기 차량에 대응되는 상기 차선의 방향 정보인 방향각(heading angle)이고, 상기 1차 계수 C1는 상기 차선의 횡방향 치우침을 나타내는 오프셋(offset)이고, 2차 계수 C2 및 3차 계수 C3는 상기 곡률일 수 있다.Here, the 0th-order coefficient C 0 is a heading angle which is direction information of the lane corresponding to the vehicle, and the first-order coefficient C 1 is an offset indicating the lateral deviation of the lane, and 2 The difference coefficient C 2 and the third order coefficient C 3 may be the curvature.

또한, 오프셋은 상기 도로의 차선이 상기 차량에 대하여 좌측에 위치하는지 또는 우측에 위치하는지를 나타내는 것으로, 상기 3차 곡선 방정식의 1차 계수에 해당하는 값을 말한다. 즉, 상기 1차 계수가 양의 값을 갖는 경우 상기 차선은 상기 차량의 우측에 위치하는 것이고, 반대로 상수가 음의 값을 갖는 경우 차선은 상기 차량의 좌측에 위치하는 것을 나타낸다.Further, the offset indicates whether the lane of the road is located on the left side or the right side with respect to the vehicle, and refers to a value corresponding to the first order coefficient of the cubic curve equation. That is, when the primary coefficient has a positive value, the lane is located on the right side of the vehicle, and conversely, when the constant has a negative value, the lane indicates that the lane is located on the left side of the vehicle.

즉, 상기 전방 영상 내의 차선에 대한 가시성이 확보되지 않는다면, 차선의 곡률을 제대로 인식할 수 없으므로 상기 차선 성분에 대한 특징점으로 상기 곡선적합법을 수행하여 오프셋 및 방향각만을 추정할 수 있다. 즉, 상기 도로 곡선에 대한 상기 곡률을 산출할 수 없다. 따라서 이러한 경우에 상기 시선유도 물체에 대한 특징점을 상기 곡선 방정식에 적용하여 곡선적합법을 수행함으로써 상기 도로의 상기 곡률을 용이하게 산출할 수 있다.That is, if the visibility of the lane in the forward image is not secured, the curvature of the lane can not be correctly recognized. Therefore, only the offset and the direction angle can be estimated by performing the curve fitting method with respect to the lane component. That is, the curvature of the road curve can not be calculated. Therefore, in this case, the curvature of the road can be easily calculated by applying a characteristic point to the curvilinear equation and performing a curve fitting method.

따라서 곡률 산출부(124)는 상기 3차 곡선 방정식의 상수 및 1차 내지 3차 계수를 모두 산출함으로써, 상기 차선을 생성할 수 있으므로 상기 차량이 주행하는 상기 곡선 도로의 차선을 인식할 수 있다.Therefore, the curvature calculator 124 can generate the lane by calculating both the constants and the first to third-order coefficients of the cubic curve equation, so that the lane of the curved road on which the vehicle travels can be recognized.

그리고 차선 출력부(130)는 곡률 산출부(124)에서 산출된 상기 3차 곡선 방정식을 통해 상기 차선을 생성하고 이를 상기 차량에 구비된 사각지대 감지 시스템(BSD; blind spot detecting), 차선이탈 방지 및 제어 장치(LDWS & LKAS), 스마트 크루즈 컨트롤(SCC; Smart Cruise Control), 자동 주차 지원 시스템(SPAS; Smart parking assist system) 등을 포함하는 주행 지원 시스템으로 송신할 수 있다.The lane output unit 130 generates the lane through the cubic curve equation calculated by the curvature calculator 124 and outputs it to a blind spot detecting system (BSD), a lane departure avoidance system And a driving support system including a control unit (LDWS & LKAS), a smart cruise control (SCC), a smart parking assist system (SPAS), and the like.

또한, 차선 출력부(130)는 생성된 상기 차선을 상기 차량의 운전자에게 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 차량이 주행 중인 경우, 주행과 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 통해 상기 차선을 표시할 수 있다.Further, the lane-output section 130 may output the generated lane to the driver of the vehicle. For example, when the vehicle is running, the lane can be displayed through a UI (User Interface) or GUI (Graphic User Interface) related to driving.

도 2는 획득된 전방 영상의 차선에 따른 곡률과 시선유도 물체에 따른 곡률을 간략하게 도시한 그림이다.FIG. 2 is a view illustrating a curvature of the obtained front image along a lane and a curvature according to an eye-guiding object.

도 2의 (a)는 시선유도 물체가 도로안내표지인 전방 영상이고, 도 2의 (b)는 시선유도 물체가 터널 유도등인 전방영상이다.Fig. 2 (a) is a front image, which is a road guidance marker, and Fig. 2 (b) is a front image, in which a gaze guidance object is a tunnel guidance light.

도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 시선유도 물체에 대한 곡선(OC)는 차선에 대한 곡선(LC)의 곡률은 유사한 것을 알 수 있다. 2 (a) and 2 (b), it can be seen that the curve OC for the eye-guided object has a similar curvature to the curved line LC for the lane.

이때, 상기 시선유도 물체는 상기 도로를 따라 하나 이상 배치되는 도로표지, 가로수, 가로등, 유도등, 지주캡, 반사체 및 유도봉 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것으로, 위험한 곡선 도로에 목표선을 제공하여 운전자의 시선이 도로의 곡선을 따르도록 유도시킴으로써 안전 주행을 도모하는 물체이다.At this time, the visual line-guiding object includes at least one or more than one or more road markers, street lamps, street lamps, guide lamps, columnar caps, reflectors, and guide rods disposed along one or more of the roads, Is an object that aims to drive safely by guiding the line of sight to follow the curve of the road.

따라서 차선의 곡률을 제대로 인식할 수 없을 정도로 가시성이 확보되지 않는 경우에, 차선 성분 대신 시선유도 물체에 대한 특징점을 추출하여 곡선적합법을 수행함으로써 상기 도로의 상기 곡률을 산출할 수 있으므로 본 발명에 따른 도로 곡률 추정 장치(100)는 차량의 전방 영상의 차선에 대한 가시성이 확보되지 않는 경우에도 상기 도로의 차선을 정확하게 생성할 수 있다.Therefore, when the visibility is not ensured to such an extent that the curvature of the lane can not be properly recognized, the curvature of the road can be calculated by extracting the minutiae of the visual line-guiding object instead of the lane component and performing the curve fitting method. The road curvature estimation apparatus 100 can accurately generate the lane of the road even if the visibility of the lane of the front image of the vehicle is not secured.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 곡률 추정 방법을 간략하게 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart briefly explaining a road curvature estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도로 곡률 추정 방법은 차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득하는 영상 획득단계(S300), 획득된 상기 전방 영상으로부터 상기 도로의 차선 성분 또는 상기 도로를 따라 설치되는 복수 개의 시선유도 물체를 추출하고, 추출된 상기 차선 성분 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체에 곡선적합법(curve fitting)을 적용하여 상기 도로의 곡률을 산출하며, 산출된 상기 곡률을 이용하여 임의의 차원을 갖는 곡선 방정식의 계수를 결정하는 영상 처리단계 및 상기 곡선 방정식의 계산 결과를 기반으로 상기 도로의 차선을 출력하는 차선 출력단계(S350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the road curvature estimation method includes an image acquisition step (S300) of acquiring a forward image of a road on which the vehicle is traveling, a lane component of the road from the obtained front image, The curvature of the road is calculated by applying a curve fitting method to the extracted lane component or the plurality of line-of-sight guidance objects, and the curvature of the road is calculated using the calculated curvature An image processing step of determining coefficients of the curve equation, and a lane output step (S350) of outputting a lane of the road based on the calculation result of the curve equation.

이때, 상기 영상 처리단계는 상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정단계(S310), 설정된 상기 관심영역 내에서 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출하는 에지 검출단계(S320), 검출된 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출하고, 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환하는 특징점 추출단계(S330) 및 추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행하고, 상기 곡선 방정식을 이용하여 상기 도로의 상기 곡률을 산출하는 곡률 산출단계(S340)를 포함할 수 있다.In this case, the image processing step may include an interest area setting step (S310) of setting a road area located at the lower end of the horizon in the forward image and a sight line guidance area located at left and right sides as an area of interest (S310) An edge detection step (S320) of detecting an edge of a lane component or an edge of the plurality of line-guided objects, extracting a plurality of feature points based on pixel information or color information from the detected edge, A feature point extracting step of converting the plurality of feature points into a coordinate system based on the plurality of feature points extracted in step S330 and a step of performing a curve fitting method by merging the extracted plurality of feature points and calculating a curvature of the road using the curve equation And a calculating step S340.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 곡률 추정 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart for explaining a road curvature estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 영상 획득단계(S300)에서 차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득한다(S400). 이때 상기 차량에 구비되어 있는 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 촬영장치로부터 상기 차량 전방의 곡선 도로에 대한 상기 전방 영상을 획득할 수 있다. Referring to FIG. 4, in an image acquisition step (S300), a forward image of a road on which the vehicle is traveling is acquired (S400). At this time, it is possible to acquire the forward image of the curved road ahead of the vehicle from a photographing device capable of photographing still images and moving images provided in the vehicle.

그리고 관심영역 설정단계(S310)에서, 장애물이 제거된 상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정한다(S410). 이때 상기 관심영역은 상기 차선 성분 및 상기 시선유도 물체를 포함하되, 차선 인식을 위한 영상 탐색 범위를 최소화할 수 있도록 설정된다.In the interest area setting step S310, the road area located at the bottom of the horizon in the front image from which the obstacle is removed, and the sight line guidance area located at the right and left sides are set as the area of interest (S410). At this time, the ROI includes the lane component and the line-guided object, and is set to minimize an image search range for lane recognition.

그러면 에지 검출단계(S320)에서, 설정된 상기 관심영역 내에 위치한 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출한다(S420).In operation S420, an edge of the lane component or an edge of the plurality of line-guided objects located within the set region of interest is detected in operation S420.

그리고 특징점 추출단계(S330)에서, 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출한다(S430).In the feature point extraction step S330, a plurality of feature points are extracted based on the pixel information or the color information from the edge (S430).

그리고 상기 차량의 위치를 기반으로 추출된 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환시킨다(S450). 이때 상기 특징점을 상기 좌표계의 좌표값으로 변환시키는 방법은 변환 행렬을 이용하거나 좌표 변환 방정식을 이용함으로써 수행할 수 있으며, 상기 변환 행렬은 호모그래픽 행렬(homographic maxtix)일 수 있다.In operation S450, the plurality of feature points extracted based on the position of the vehicle are converted into coordinate systems. At this time, the method of converting the feature point into the coordinate value of the coordinate system may be performed by using a transformation matrix or using a coordinate transformation equation, and the transformation matrix may be a homographic maxtix.

그리고 곡률 산출단계(S340)에서, 상기 차선 정보로부터 추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행함(S450)과 동시에 상기 차선 성분이 임계치 이상으로 검출되는지 판단한다(S460). 즉, 상기 전방 영상의 차선에 대한 가시성이 확보되어 검출된 상기 차선 성분으로 상기 곡률을 산출할 수 있는지 판단한다.In step S440, the curve fitting method is performed by merging the plurality of feature points extracted from the lane information (S450), and it is determined whether the lane component is detected to be equal to or greater than a threshold (S460). That is, the visibility of the lane of the forward image is secured and it is determined whether the curvature can be calculated with the detected lane component.

구체적으로, 상기 곡선적합법은 다차원 곡선 방정식을 기반으로 수행할 수 있는데, 상기 특징점에 대응되는 상기 좌표값을 병합(merge)함으로써 상기 곡선 방정식의 차수에 대한 계수를 구할 수 있다. 즉, 상기 곡선 방정식에 상기 특징점의 상기 좌표값을 대입하여 연립하는 상기 곡선 방정식을 계산함으로써, 상기 곡률을 산출할 수 있다.Specifically, the curve fitting method can be performed based on a multidimensional curve equation, and a coefficient for the degree of the curve equation can be obtained by merging the coordinate values corresponding to the characteristic points. That is, the curvature can be calculated by substituting the coordinate values of the minutiae points into the curvilinear equation and calculating the curvature equation to be concatenated.

상기 곡선적합법에 대한 상기 곡선 방정식은 3차 곡선 방정식일 수 있으며, 이는 전술한 [수학식 1] f(x) = C3x3 + C2x2 + C1x + C0과 같이 나타낼 수 있다.The curve equation for the curve fitting method may be a cubic curve equation, which is expressed by the following equation (1): f (x) = C 3 x 3 + C 2 x 2 + C 1 x + C 0 .

여기에서, 0차 계수 C0는 상기 차량에 대응되는 상기 차선의 방향 정보인 방향각(heading angle)이고, 상기 1차 계수 C1는 상기 차선의 횡방향 치우침을 나타내는 오프셋(offset)이고, 2차 계수 C2 및 3차 계수 C3는 상기 곡률일 수 있다.Here, the 0th-order coefficient C 0 is a heading angle which is direction information of the lane corresponding to the vehicle, and the first-order coefficient C 1 is an offset indicating the lateral deviation of the lane, and 2 The difference coefficient C 2 and the third order coefficient C 3 may be the curvature.

만약에 상기 전방 영상의 차선에 대한 가시성이 확보되지 않는다면, 차선의 곡률을 제대로 인식할 수 없으므로 상기 차선 성분에 대한 특징점으로 상기 곡선적합법을 수행하여 오프셋 및 방향각만을 추정할 수 있다. 즉, 상기 도로 곡선에 대한 상기 곡률을 산출할 수 없다. 따라서 이러한 경우에 상기 시선유도 물체에 대한 특징점을 상기 곡선 방정식에 적용하여 곡선적합법을 수행함으로써 상기 도로의 상기 곡률을 용이하게 산출할 수 있다.If the visibility of the lane of the front image is not secured, the curvature of the lane can not be correctly recognized. Therefore, only the offset and the direction angle can be estimated by performing the curve fitting method with respect to the lane component. That is, the curvature of the road curve can not be calculated. Therefore, in this case, the curvature of the road can be easily calculated by applying a characteristic point to the curvilinear equation and performing a curve fitting method.

그러므로 상기 차선 성분이 임계치 이상으로 검출된 경우 즉, 상기 전방 영상에서 차선에 대한 가시성이 좋은 경우에는 상기 차선 성분의 특징점만을 가지고 곡선적합법을 수행한다(S450). 즉, 상기 차선 성분의 특징점을 상기 곡선 방정식으로 연산하여 상기 곡률을 산출하고 계수를 결정함으로써 상기 도로의 곡선 차선을 출력한다(S480).Therefore, when the lane component is detected to be equal to or greater than the threshold value, that is, when the visibility of the lane is good in the forward image, the curve fitting method is performed using only the feature points of the lane component (S450). That is, the feature point of the lane component is calculated by the curve equation, the curvature is calculated, and the coefficient is determined to output the curve lane of the road (S480).

반면에, 상기 차선 성분이 임계치 미만으로 검출된 경우 즉, 상기 전방 영상에서 차선에 대한 가시성이 좋지 않은 경우에는 상기 곡률을 상기 차선 성분의 특징점으로 산출할 수 없기 때문에 상기 시선유도 물체의 특징점으로 곡선적합법을 수행한다(S470). 그리고 상기 시선유도 물체의 특징점을 상기 곡선 방정식으로 연산하여 상기 곡률을 산출하고 계수를 결정함으로써 상기 도로의 곡선 차선을 산출하여 출력한다(S480).On the other hand, when the lane component is detected to be less than the threshold value, that is, when the visibility of the lane is poor in the forward image, the curvature can not be calculated as the feature point of the lane component, And performs a fitting method (S470). In operation S480, the curved lane of the road is calculated by computing the characteristic points of the line-guided object by the curve equation, calculating the curvature, and determining the coefficient.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르는 도로 곡률 추정 장치 및 방법은 주행 영상에 대한 가시성 확보에 관계없이 곡선 도로의 곡률을 추정할 수 있고, 신뢰도가 향상된 곡선 도로의 곡률을 운전자에게 제공하므로 주행의 편의성을 향상시킬 수 있다.As described above, the road curvature estimating apparatus and method according to the present invention can estimate the curvature of a curved road regardless of securing the visibility of the traveling image, and provide the driver with the curvature of the curved road with improved reliability, Can be improved.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

또한, 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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. . 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.

도로 곡률 추정 장치 : 100
영상 획득부 : 110
영상 처리부 : 120
관심영역 설정부 : 121 에지 검출부 : 122
특징점 추출부 : 123 곡률 산출부 : 124
차선 출력부 : 130
Road curvature estimation device: 100
Image acquisition unit: 110
Image processor: 120
A region of interest setting section: 121 edge detecting section: 122
Feature point extracting section: 123 Curvature calculating section: 124
Lane output section: 130

Claims (10)

차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득하는 영상 획득부;
획득된 상기 전방 영상으로부터 상기 도로의 차선 성분 또는 상기 도로를 따라 설치되는 복수 개의 시선유도 물체를 추출하고, 추출된 상기 차선 성분 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체에 곡선적합법(curve fitting)을 적용하여 상기 도로의 곡률을 산출하며, 산출된 상기 곡률을 이용하여 임의의 차원을 갖는 곡선 방정식의 계수를 결정하는 영상 처리부; 및
상기 곡선 방정식의 계산 결과를 기반으로 상기 도로의 차선을 출력하는 차선 출력부; 를 포함하는 도로 곡률 추정 장치.
An image acquisition unit for acquiring a forward image of a road on which the vehicle is traveling;
Extracting a lane component of the road or a plurality of line-guided objects installed along the road from the obtained forward image, applying a curve fitting method to the extracted lane component or the plurality of line-guiding objects An image processing unit for calculating a curvature of the road and determining a coefficient of a curvilinear equation having an arbitrary dimension by using the calculated curvature; And
A lane output unit for outputting a lane on the road based on the calculation result of the curve equation; The road curvature estimating device comprising:
제 1 항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정부;
설정된 상기 관심영역 내에서 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출하는 에지 검출부;
검출된 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출하고, 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환하는 특징점 추출부; 및
추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행하고, 상기 곡선 방정식을 이용하여 상기 도로의 상기 곡률을 산출하는 곡률 산출부;를 포함하는 도로 곡률 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image processing unit comprises:
A ROI setting unit that sets ROIs located at the bottom of the horizon in the forward image and ROIs located at right and left sides as ROIs;
An edge detection unit detecting an edge of the lane component or an edge of the plurality of line-guided objects within the set area of interest;
Extracting a plurality of feature points based on pixel information or color information from the detected edge, and converting the plurality of feature points into a coordinate system based on the position of the vehicle; And
And a curvature calculator for calculating the curvature of the road using the curvilinear equation by performing the curve fitting method by merging the extracted plurality of feature points.
제 2 항에 있어서,
상기 곡률 산출부에서,
상기 곡선적합법에 대한 상기 곡선 방정식은 3차 곡선 방정식인 도로 곡률 추정 장치.
3. The method of claim 2,
In the curvature calculating section,
Wherein the curve equation for the curve fitting method is a cubic curve equation.
제 3 항에 있어서,
상기 3차 곡선 방정식에서,
0차 계수는 상기 차량에 대응되는 상기 차선의 방향 정보인 방향각(heading angle)이고, 상기 1차 계수는 상기 차선의 횡방향 치우침을 나타내는 오프셋(offset)이고, 2차 계수 및 3차 계수는 상기 곡률인 도로 곡률 추정 장치.
The method of claim 3,
In the cubic curve equation,
Order coefficient is a heading angle that is direction information of the lane corresponding to the vehicle, the first coefficient is an offset indicating lateral deviation of the lane, the second-order coefficient and the third-order coefficient are And the curvature of the road.
제 2 항에 있어서,
상기 특징점 추출부는,
상기 차량에 대한 6축 자유도(degree of freedom)를 기반으로 상기 특징점의 위치를 상기 좌표계의 좌표값으로 변환하는 도로 곡률 추정 장치.
3. The method of claim 2,
The feature point extracting unit may extract,
And converting the position of the minutiae point into a coordinate value of the coordinate system based on a degree of freedom of the vehicle with respect to the six axes.
제 1 항에 있어서,
상기 시선유도 물체는 상기 도로를 따라 하나 이상 배치되는 도로표지, 가로수, 가로등, 유도등, 지주캡, 반사체 및 유도봉 중 적어도 하나 이상을 포함하는 도로 곡률 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the line-of-sight guiding object includes at least one of a road sign, a roadside lamp, a street lamp, an induction lamp, a strut cap, a reflector, and an induction rod arranged along at least one road along the road.
차량이 주행하고 있는 도로의 전방 영상을 획득하는 영상 획득단계;
획득된 상기 전방 영상으로부터 상기 도로의 차선 성분 또는 상기 도로를 따라 설치되는 복수 개의 시선유도 물체를 추출하고, 추출된 상기 차선 성분 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체에 곡선적합법(curve fitting)을 적용하여 상기 도로의 곡률을 산출하며, 산출된 상기 곡률을 이용하여 임의의 차원을 갖는 곡선 방정식의 계수를 결정하는 영상 처리단계; 및
상기 곡선 방정식의 계산 결과를 기반으로 상기 도로의 차선을 출력하는 차선 출력단계; 를 포함하는 도로 곡률 추정 방법.
An image acquiring step of acquiring a forward image of a road on which the vehicle is traveling;
Extracting a lane component of the road or a plurality of line-guided objects installed along the road from the obtained forward image, applying a curve fitting method to the extracted lane component or the plurality of line- An image processing step of calculating a curvature of the road and determining a coefficient of a curvilinear equation having an arbitrary dimension by using the calculated curvature; And
A lane output step of outputting a lane of the road based on a calculation result of the curve equation; And estimating the curvature of the road.
제 7 항에 있어서,
상기 영상 처리단계는,
상기 전방 영상 내의 지평선을 중심으로 하단에 위치하는 도로 영역 및 좌우측에 위치하는 시선유도 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정단계;
설정된 상기 관심영역 내에서 상기 차선 성분의 에지(edge) 또는 상기 복수 개의 시선유도 물체의 에지를 검출하는 에지 검출단계;
검출된 상기 에지로부터 픽셀 정보 또는 색상 정보를 기반으로 복수 개의 특징점을 추출하고, 상기 차량의 위치를 기반으로 상기 복수 개의 특징점을 좌표계로 변환하는 특징점 추출단계; 및
추출된 상기 복수 개의 특징점을 병합하여 곡선적합법을 수행하고, 상기 곡선 방정식을 이용하여 상기 도로의 상기 곡률을 산출하는 곡률 산출단계;를 포함하는 도로 곡률 추정 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the image processing step comprises:
Setting an ROI located at a lower end of the horizon in the forward image and a ROI located at right and left sides of the ROI as an ROI;
An edge detecting step of detecting an edge of the lane component or an edge of the plurality of line-guided objects within the set region of interest;
A feature point extracting step of extracting a plurality of feature points based on pixel information or color information from the detected edge and converting the plurality of feature points into a coordinate system based on the position of the vehicle; And
Calculating a curvature of the road using the curve equation by performing a curve fitting method by merging the extracted plurality of feature points; and calculating a curvature of the road using the curve equation.
제 8 항에 있어서,
상기 곡률 산출단계에서,
상기 곡선적합법에 대한 상기 곡선 방정식은 3차 곡선 방정식인 도로 곡률 추정 방법.
9. The method of claim 8,
In the curvature calculating step,
Wherein the curve equation for the curve fit method is a cubic curve equation.
제 9 항에 있어서,
상기 3차 곡선 방정식에서,
0차 계수는 상기 차량에 대응되는 상기 차선의 방향 정보인 방향각(heading angle)이고, 상기 1차 계수는 상기 차선의 횡방향 치우침을 나타내는 오프셋이고, 2차 계수 및 3차 계수는 상기 곡률인 도로 곡률 추정 방법.
10. The method of claim 9,
In the cubic curve equation,
Order coefficient is a heading angle which is direction information of the lane corresponding to the vehicle, the first coefficient is an offset indicating a lateral deviation of the lane, and the second-order coefficient and the third- Road curvature estimation method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200137487A (en) * 2019-05-30 2020-12-09 한양대학교 산학협력단 Waypoint pose detection and positioning method and apparatus using waypoints
CN112519786A (en) * 2019-09-19 2021-03-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Apparatus and method for evaluating eye sight of occupant

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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