KR20190012370A - 차선 변경 지원 방법 및 장치 - Google Patents

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박두원
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Abstract

차선 변경 지원 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법은, 차량의 측면에 구비된 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계와, 상기 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서, 상기 검출된 차선을 기준으로 하여, 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하는 단계와, 상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 이동하는 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계와, 상기 충돌 가능성의 판단 결과에 따라 상기 차량의 차선 변경에 따른 위험 여부를 가리키는 차선 변경 정보를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

차선 변경 지원 방법 및 장치{Method and Apparatus for lane change support}
본 발명은 차선 변경 지원 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 이미지 센서부가 촬영한 영상을 분석하여, 차선 및 차량 검출 영역을 검출하고, 차량 검출 영역에서 차량을 감지하고, 충돌 가능성을 분석하여 운전자에게 차선 변경에 관한 정보를 제공하는 차선 변경 지원 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 차선 변경 지원 방법은 자동차에 부착된 초음파 센서 등 다양한 센서가 인접 차량과의 충돌 위험을 감지한다. 센서는 감지된 정보를 운전자에게 전달하고, 운전자는 정보를 이용하여 사고의 위험에 대비할 수 있다.
그러나, 이러한 차선 변경 지원 방법은 센서의 거리 감지 제약 등으로 인해 인접 차량이 아주 근접한 위치에 있거나, 인접한 차선에서 나란히 주행하고 있는 경우에만 충돌 위험을 감지할 수 있기 때문에, 실질적으로 충돌 사고 자체를 예측하는 데는 한계가 있다.
종래의 차선 변경 지원 방법 및 장치는, 초음파 센서나 영상분석을 통하여 차량에 근접한 객체만을 탐지하여 운전자에게 알리는 수준에 그치므로, 다중 차로에서 다양한 차선 변경 상황에서 충돌 가능성을 판단하지 못하였다. 예를 들어, 자차량이 1차선에서 주행 중이고, 타차량이 3차선에서 주행 중인 경우, 자차량과 타차량이 동시에 2차선으로 차선 변경을 시도하는 경우 또는 자차량과 타차량이 동일 차선에서 주행 중 동시에 같은 차선으로 차선 변경을 시도하는 경우이다. 본 발명은 위와 같은 다양한 차선 변경 상황을 예측할 수 있는 차선 변경 지원 방법 및 장치를 제공하기 위해 다음과 같은 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 주행 중인 차량의 측후방 영상에서 검출된 차선을 기준으로 정교하게 차량 검출 영역을 설정하는 차선 변경 지원 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 검출된 차선의 종류를 판단하고, 운전자에게 검출된 차선의 종류를 고려하여 차선 변경과 관련된 경보를 방출하는 차선 변경 지원 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 설정된 차량 검출 영역에서 객체를 감지하고 분석하여, 자 차량과 근접한 차선 이외에 있는 타 차량과의 충돌 가능성에 대해 판단하고 상기 충돌 가능성을 알리는 차선 변경 지원 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법은, 차량의 측면에 구비된 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계와, 상기 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서, 상기 검출된 차선을 기준으로 하여, 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하는 단계와, 상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 이동하는 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계와, 상기 충돌 가능성의 판단 결과에 따라 상기 차량의 차선 변경에 따른 위험 여부를 가리키는 차선 변경 정보를 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 차량 검출 영역을 설정하는 단계는 상기 검출된 차선에 의하여 형성되는 상기 차량의 주행 차로와의 최근접 차로 상에, 복수의 제1 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제1 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계를 포함한다.
상기 실시예와 관련된 실시예에서, 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 상기 복수의 제1 차량 검출 영역 중 상기 차량과 가장 인접한 제1 차량 검출 영역에 대하여 상기 객체를 감지하는 프로세스를 수행하는 단계와, 상기 프로세스의 수행 결과 상기 차량과 가장 인접한 차량 검출 영역에서 상기 객체가 감지된 경우, 상기 복수의 제1 차량 검출 영역 중 나머지 제1 차량 검출 영역들에 대하여는 상기 객체를 감지하는 프로세스를 더 이상 수행하지 않는 단계를 포함 할 수 있다.
상기 실시예와 관련된 실시예에서, 상기 차선을 검출하는 단계는, 상기 차량에 가장 근접한 제1 차선을 검출하는 단계와, 상기 제1 차선 다음으로 상기 차량에 근접한 제2 차선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 최근접 차로는 상기 제1 차선과 상기 제2 차선 사이의 차로이고, 상기 검출된 차선에 의하여 형성되는 상기 차량의 주행 차로와의 최근접 차로 상에, 복수의 제1 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제1 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계는, 상기 제2 차선을 포함하는 차선 경계 영역을 더 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 실시예와 관련된 실시예에서, 상기 차선을 검출하는 단계는, 상기 차량에 가장 근접한 제1 차선을 검출하는 단계와, 상기 제1 차선 다음으로 상기 차량에 근접한 제2 차선을 검출하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 최근접 차로는 상기 제1 차선과 상기 제2 차선 사이의 차로이고, 상기 검출된 차선에 의하여 형성되는 상기 차량의 주행 차로와의 최근접 차로 상에, 복수의 제1 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제1 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계는, 상기 제2 차선을 사이에 두고 상기 최근접 차로와 인접한 차로 상에, 복수의 제2 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로와 인접한 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제2 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 복수의 제1 차량 검출 영역의 개수는 상기 복수의 제2 차량 검출 영역의 개수보다 많을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차선 변경 지원 방법은, 상기 차량의 후면에 구비된 제2 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계와, 상기 제2 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서 상기 검출된 차선을 기준으로 하여, 차량의 후방에서 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차선을 검출하는 단계는, 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 차선 영역 후보군을 이용하여 차선을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차선을 검출하는 단계는 상기 검출된 차선이 점선 또는 실선인지 판단하는 단계를 포함하고, 상기 충돌 가능성의 판단 결과에 따라 차선 변경 정보를 제공하는 단계는, 상기 검출된 차선이 실선인 경우, 차선 변경 주의 경고를 알리는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차선을 검출하는 단계는, 상기 검출된 차선이 점선 또는 실선인지 판단하는 단계와, 실선 차선을 식별하는 단계와, 상기 식별 된 실선 차선과 상기 차량이 주행 중인 차로 사이의 점선 차선의 개수를 카운트 하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 차선을 검출하는 단계는, 상기 카운트 된 점선 차선의 개수를 기준으로 현재 주행 차선 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 실시예와 관련된 실시예에서, 상기 카운트 된 점선 차선의 개수를 기준으로 현재 주행 차선 정보를 제공하는 단계는, 상기 차량에 구비된 내비게이션으로부터 제공 받은 현재 주행 도로의 차로 수에 대한 정보 및 상기 카운트 된 점선 차선의 개수를 기준으로 상기 현재 주행 차선 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상기 검출된 차선이 실선인 경우, 차선 변경 주의 경고를 알리는 단계는, 상기 차량에 가장 인접한 차선이 실선인 경우, 차선 변경 주의 경고를 알리는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 차량의 측면에 구비된 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계는, 상기 획득된 영상에서 차선이 검출되지 않은 경우, 상기 획득된 영상에 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 가상의 차선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차량 검출 영역은 제1 차량 검출 영역 및 제2 차량 검출 영역을 포함하고, 상기 제1 차량 검출 영역은 상기 차량에 가장 근접한 최근접 차로 상에 형성된 것이고, 상기 제2 차량 검출 영역은 상기 최근접 차로와 바로 인접한 차로로서, 상기 차량이 주행 중인 차로를 제외한 차로 상에 형성된 것일 수 있다.
이 때, 상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체에 대한 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 상기 감지된 객체가 제2 차량 검출 영역에서 제1 차량 검출 영역으로 이동하는 경우, 제1 차량 검출 영역으로 이동하는 상기 차량과 충돌 가능성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 상기 감지된 객체의 크기 변화를 분석하여 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 상기 획득된 영상에서 상기 감지된 객체의 상기 차량에 대한 상대 속도 벡터를 추출하여 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법의 순서도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법의 순서도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 차선 검출 및 확정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 차선 변경 금지 구역의 사례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 차량 검출 영역 설정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 충돌 가능성 판단에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 충돌 회피 판단의 사례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 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.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 장치의 블록 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 실시예에 따른 차선 변경 지원 장치의 구성을 설명한다.
본 실시예에 따른 차선 변경 지원 장치는 이미지 센서부(10), 이미지 제공부(20), 검출부(100), 충돌 가능성 분석부(80) 및 경고 알림부(90)를 포함한다. 상기 검출부(100)는 차선 영역 설정부(30), 차선 검출부(40), 차선 판단부(50), 차량 검출 영역 설정부(60) 및 차량 검출부(70)를 포함한다.
이미지 센서부(10)는 차량의 주변 영상을 획득한다. 이미지 센서부(10)는 차량 측면에 구비되는 제1 이미지 센서 및 차량 후면에 구비되는 제2 이미지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 이미지 센서는 차량 측방에 있는 차선을 검출하고 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하기 위하여 영상을 획득한다. 상기 제2 이미지 센서는 차량 후방에 있는 차선을 검출하고 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하기 위하여 영상을 획득한다.
이미지 제공부(20)는 상기 획득한 영상을 검출부(100)에 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 이미지 제공부(20)는 제1 이미지 센서가 측면에서 획득한 영상을 검출부에 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 이미지 제공부(20)는 제1 이미지 센서가 측면에서 획득한 영상과 제2 이미지 센서가 후면에서 획득된 영상을 보정하고, 상기 보정된 영상을 병합하여 1개의 영상으로 검출부(100)에 제공할 수 있다. 상기 병합된 영상에서 동일한 차로에서는 한 개의 차량 검출 영역을 공유할 수 있다. 상기 제1 이미지 센서 및 제2 이미지 센서가 획득한 영상을 병합하면, 차량 검출 영역이 후방으로 확장될 수 있다.
검출부(100)에 상기 획득된 영상이 제공되면 검출부(100)는 획득된 영상을 분석한다. 차선 영역 설정부(30)는 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 차선 영역 후보군을 이용하여 차선을 검출한다. 상기 차선 영역 후보군을 이용하면, 획득된 영상에서 차선을 일괄적으로 검출하여 차선 검출을 신속히 할 수 있다. 차선 검출부(40)는 차선의 개수 및 위치를 검출하고, 차선 판단부(50)는 상기 검출된 차선이 점선인지 실선인지를 판단한다. 상기 검출된 차선을 기준으로 차량 검출 영역을 설정할 수 있다. 상기 차량 검출 영역은 차량을 검출하기 위한 ROI(Region of interest)에 해당한다. 차량 검출부(70)는 상기 차량 검출 영역 내에서 이동하는 객체를 검출하거나, 상기 차량 검출 영역 내에서 고정된 객체를 감지할 수 있다. 차량 검출부(70)가 상기 차량 검출 영역 내의 이미지를 분석함에 있어서, 널리 알려진 다양한 객체 인식(Object Recognition) 기술이 활용될 수 있다. 상기 검출된 객체는 도로 상에 위치할 수 있는 차량, 장애물 등일 수 있다.
충돌 가능성 분석부(80)는 차량 검출 영역을 통하여 상기 검출된 객체의 움직임을 분석하여 충돌 가능성을 판단한다. 상기 객체가 주행 중인 다른 차량인 경우, 상기 객체의 모션 벡터는 상기 주행 중인 다른 차량과 자 차량 사이의 상대 속도를 가리킨다. 따라서, 충돌 가능성 분석부(80)는, 상기 객체의 모션벡터를 기준으로 충돌 가능성을 판단할 수 있다. 또한, 충돌 가능성 분석부(80)는 상기 객체의 크기를 분석하여 충돌 가능성을 판단할 수 있다. 상기 획득된 영상을 통한 판단 외에도, 차량에 별도로 구비된 초음파 센서를 이용할 수 있다.
충돌 가능성 분석부(80)가 충돌 가능성을 판단하면, 경고 알림부(90)는 차량에 구비된 알림 수단을 이용하여 현재 주행 차선 정보, 차선 변경정보를 운전자에게 제공한다. 상기 차선 변경 정보는 차량의 차선 변경에 따른 위험 여부를 가리키는 정보이다. 상기 차선 변경 정보는 차선 변경 주의 경고 알림 및 차선 변경 가능 알림 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
이상, 본 실시예에 차선 변경 지원 장치의 구성을 설명하였다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법을 설명한다. 상기 차선 변경 지원 장치에 대한 설명은 이하 설명될 차선 변경 지원 방법에 대한 설명에 의하여 보다 자세하게 보충될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법의 순서도이다. 도 2를 참조하여 설명되는 차선 변경 지원 방법은, 프로세서 등 연산 수단을 포함하는 특정 장치에 의하여 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 장치는 도 1을 참조하여 설명된 차선 변경 지원 장치일 수 있다. 이하, 본 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법에 포함되는 각각의 동작을 설명한다. 각각의 동작의 주체에 대한 기재가 생략되는 경우, 그 동작의 주체는 상기 특정 장치인 것으로 이해될 수 있을 것이다. 상기 차선 변경 지원 방법을 본격적으로 설명하기 위하여, 도 2를 참조하여 설명한다.
차량의 측방 및 후방 영상을 제공 받는다(S10). 상기 제공된 영상을 분석하여 제공된 영상 내에 다중 차선 검출을 위한 영역 설정 및 차선 검출한다(S20). 차량 검출 영역을 설정하기 위한 차선을 확정함에 있어서, 상기 제공된 영상을 분석하여 차선을 검출할 수 있다. 또한, 기 설정된 다중 차선 검출을 위한 영역을 이용하여 상기 제공된 영상내에 차선과 매칭하여 차선을 검출할 수 있다. 다중 차선 검출을 위한 영역은 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 차선 영역 후보군에 해당한다. 차선 판단 단계(S30)에서 상기 검출된 차선이 점선인지 실선인지 여부를 판단한다. 상기 검출된 차선이 실선인 경우 차선 변경이 허용되지 않는 차선에 해당한다. 상기 차선 판단 단계(S30)가 완료되면, 차선 변경 금지 영역인지 여부를 판단한다(S40). 상기 금지 영역이란, 검출된 차선이 실선으로 판단된 경우로서, 실선 차선인 경우 터널 내 도로, 고가 차도 등의 차선 변경이 금지되는 영역을 의미한다. 상기 검출된 차선이 점선으로 판단된 경우, 차선 변경이 가능한 영역에 해당하므로, 금지 영역이 아닌 것으로 판단된다.
금지 영역이라고 판단되면, 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다(S100).
금지 영역이 아니라고 판단되면, 상기 검출된 차선을 기준으로 차량 검출 영역 설정된다(S50). 상기 차량 검출 영역은 자 차량과 건너편 차로에서 같은 방향으로 주행하고 있는 타 차량과의 충돌 가능성도 분석하기 위하여 2개 이상으로 설정될 수 있다. 이후, 상기 차량 검출 영역으로부터 객체를 검출하는 단계(S60)가 실행되고, 상기 검출된 객체와 차량 간의 충돌 가능성을 분석하여 충돌 가능성을 판단한다(S70). 충돌 가능성을 판단하는 사례에 대해서는 도 8a 내지 도 8e 에서 자세히 설명한다.
상기 충돌 가능성을 판단하여, 충돌 가능성이 존재한다면 차선 변경 가능 알림 단계(S90)가 실행되고, 충돌 가능성이 존재한다면 차선 변경 주의 경고 알림 단계(S100)가 실행된다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 차량의 방향 지시등 사용여부에 따른 차선 변경 지원 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법의 순서도이다. 도 3은 상기 차량 지시등이 켜지지 않은 경우, 차선 변경 지원 방법에 대한 순서도이다. 이하, 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법을 설명한다.
상기 이미지 센서부에 의하여 차량의 측방 및 후방 영상이 촬영되고, 상기 영상을 획득하여 이미지 제공부에 의해 상기 획득된 영상이 상기 검출부에 제공되는 단계(S10)가 실행된다. 차량의 방향 지시등이 켜져 있는지 판단하는 단계(S11)가 실행되고, 상기 차량의 방향 지시등이 켜져 있지 않다면, 상기 검출부 및 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성을 판단하는 단계(S70)를 통하여 차선 변경 주의 경고 알림 단계(S100)가 실행된다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법의 순서도이다. 도 4 내지 도 5는 상기 차량 지시등이 켜진 경우, 차선 변경 지원 방법에 대한 순서도이다. 이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법을 설명한다.
상기 이미지 센서부에 의하여 차량의 측방 및 후방 영상이 촬영되고, 상기 영상을 획득하여 이미지 제공부에 의해 상기 획득된 영상이 상기 검출부에 제공되는 단계(S10)가 실행된다. 상기 차량의 방향 지시등이 켜져 있는지 판단하는 단계(S11)가 실행되고, 상기 차량의 방향 지시등이 켜져 있다면, 자 차량이 이동할 예정인 측면에 구비된 이미지 센서로 이동 예정 방향의 영상을 확보한다(S70). 상기 이동 예정 방향의 영상이 확보되면, 상기 확보된 영상 내 다중 차선 검출을 위한 영역 설정 및 다중 차선을 검출한다(S20-1). 상기 차선 검출은 상기 제공된 영상 내에서 바로 검출될 수도 있고, 다중 차선 검출을 위한 영역 설정과 동시에 검출될 수도 있다. 상기 다중 차선 검출을 위한 영역은 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 차선 영역 후보군에 해당할 수 있다.
차선이 검출되면(S21), 차선의 종류를 판단한다(S22).
차선이 점선이라면(S23), 차선 변경이 가능하므로, 검출된 차선을 기준으로 차량 검출 영역을 설정한다(S50). 상기 차량 검출 영역은 자 차량과 건너편 차로에서 주행하고 있는 타 차량과의 충돌 가능성도 분석하기 위하여 2개 이상으로 설정될 수 있다. 상기 차량 검출 영역에서 차량을 검출하고(S60), 차량이 검출되면(S61), 상기 차량 검출 영역내의 타 차량의 움직임을 감지하여 검출된 차량과의 충돌 가능성을 판단한다(S70). 충돌 가능성이 존재하면(S80), 차선 변경 주의 경고를 알린다(S100). 충돌 가능성이 존재하지 않다면(S80), 차선 변경 가능함을 알린다(S90).
차선이 점선이 아니라면(S23), 차선 변경이 가능하지 않은 경우에 해당 하므로, 차선 변경 주의 경고를 알린다(S100).
차선이 검출되지 않는다면(S21), 상기 차량의 방향 지시등이 켜진 방향의 측면에서 촬영되는 이동 예정 방향의 배경을 파악한다(S31). 상기 이동 예정 방향의 배경을 파악하고 분석하여, 금지 영역인지 여부를 판단한다(S40).
상기 이동 예정 방향의 배경이 금지 영역이라고 판단되면, 차선 변경 주의 경고를 알린다(S100). 상기 금지 영역은 이동 예정 방향의 차선이 실선이거나, 중앙 분리대와 같은 장애물을 의미한다.
상기 이동 예정 방향의 배경이 금지 영역이 아니라고 판단되면, 디폴트 차선을 생성한다(S41). 상기 디폴트 차선이란, 영상 내에 차선이 없는 경우 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 가상의 차선이다. 검출된 디폴트 차선을 기준으로 차량 검출 영역을 설정한다(S50). 상기 차량 검출 영역에서 차량을 검출하고(S60), 상기 차량이 검출되면(S61), 검출된 차량과의 충돌 가능성을 분석하여 판단한다(S70). 충돌 가능성이 존재하면(S80), 차선 변경 주의 경고를 알린다(S100).
차선 변경 가능(S90) 또는 차선 변경 주의 경고(S100)를 알림으로서 차선 변경 지원 방법은 종료된다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 차선 검출 및 확정에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 차선 검출 및 확정에 대해 설명한다.
도 6a는 차선 영역 후보군을 이용하여 차선을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 차선 영역 설정부는 주행 중인 자 차량(1)을 기준으로 하여 도로 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 차선 영역 후보군을 이용하여 가상 차선을 설정한다. 본 실시예에서는 상기 차선 영역 후보군은 제1 차선 영역 후보(3-1), 제2 차선 영역 후보(3-2) 및 제3 차선 영역 후보(3-3)로 설정되었다. 상기 차선 영역 후보군 내에는 제1 가상 차선(5-1), 제2 가상 차선(5-2) 및 제3 가상 차선(5-3)이 설정되어 있다. 상기 차선 영역 후보군 및 가상 차선은 도로의 상황에 맞도록 직선 또는 곡선으로 변형이 가능하다. 상기 차선 영역 후보군을 이용하면, 차선을 검출하는 시간이 단축시킬 수 있다. 설정된 가상의 차선을 이용하여 실제 차선과 일치 하는지 여부를 판단한다. 차선 영역 후보군을 이용하지 않더라도, 가상의 차선을 설정할 수 있다.
상기 자 차량(1)에는 차량 측면에 구비되는 제1이미지 센서, 차량 후면에 구비되는 제2 이미지 센서가 있다. 상기 제1 이미지 센서는 차량 측방의 영상을 획득하고, 상기 제2 이미지 센서는 차량의 후방의 영상을 획득한다. 본 실시예에서, 자 차량(1)에 근접한 타 차량 이외에도 자 차량(1)과 다른 차선에서 주행하고, 후방과 멀리 떨어진 타 차량을 검출하기 위하여, 도 6a와 같이 차량 측방에서 획득된 영상과 차량 후방에서 획득된 영상을 병합할 수 있다.
도 6b는 상기 설정된 가상의 차선을 실제 차선으로 확정한 경우를 나타낸다. 도 6b에서 실제 차선은 제1 차선(7-1), 제2 차선(7-2) 및 제3 차선(7-3)으로 확정되었다. 실제 차선이 확정되면, 실제 차선 간의 차로는 자 차량(1)외의 다른 차량이 이동 가능한 차로로 확정된다. 도 6b를 참조하면, 제1 차선(7-1)과 제2 차선(7-2) 사이는 제1 차로(9-1)로 확정된다. 제2 차선(7-2)과 제3 차선(7-3) 사이는 제2 차로(9-2)로 확정된다. 차선 판단부는 상기 확정된 실제 차선이 점선인지 실선인지를 판단한다. 도 6b에서 제1 차선(7-1) 및 제2 차선(7-2)는 점선으로 판단되었고, 제3 차선(7-3)은 실선으로 판단되었다. 실선은 차선 변경이 금지되는 차선에 해당하고, 점선은 차선 변경이 가능한 차선에 해당한다. 상기 실선은 중앙선, 터널 내에 차선, 고가에서의 차선 등에 해당할 수 있다.
상기 차선을 확정함에 따라 본 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법은 현재 주행 중인 차로가 몇 번째 차선인지에 대한 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차선 정보 제공 방법은, 상기 검출된 차선이 점선인지 실선인지를 판단하고, 상기 판단된 차선 중 실선을 기준으로 현재 자 차량(1)의 주행 중인 차선 위치 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 자 차량(1) 양 측방에 판단된 실선 차선을 기준으로 자 차량(1) 주행 차로와 실선 차선 사이의 점선 차선의 개수를 판단하여 자 차량(1)의 운전자에게 현재 주행 중인 차선을 알릴 수 있다. 일 실시예에서는 좌측 영상에서 검출된 점선 차선의 개수를 카운트 하는 것만으로, 현재 주행 중인 차로가 몇번째 차선인지 확인 가능할 것이다. 예를 들어, 좌측 영상에서 검출된 중앙선(실선)과의 사이에 위치하는 점선 차선의 개수가 2개라면, 차량이 현재 3차로로 주행 중인 것으로 판단될 것이다.
다만, 점선 차선의 개수만을 기준으로 현재 주행 중인 차로가 몇 번째 차선인지 정확하게 판정하기 어려운 경우가 존재할 수 있다. 예를 들어, 측후방에 트레일러 트럭과 같은 큰 차량이 주행 중인 경우, 또는 전체 차로가 측면 영상에 의하여 커버되지 않는 넓은 도로를 주행 중인 경우에는 점선 차선의 개수만을 기준으로 현재 주행 중인 차로가 몇 번째 차선인지 정확하게 판정하기 어려울 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 차선 정보 제공 방법은, 차량에 구비된 내비게이션 장치에서 현재 주행 중인 도로의 차선 개수 정보를 제공 받고, 상기 차선 개수 정보를 추가적으로 활용하여, 현재 주행 중인 차로가 몇 번째 차선인지 판정할 수 있다. 예를 들어, 상기 내비게이션 장치에서 현재 주행 도로가 편도 8차선이라는 정보를 제공되면, 획득된 영상에서 우측으로 점선인 제1 차선(7-1), 점선인 제2 차선(7-2), 실선인 제3 차선(7-3)을 확정하여, 현재 자 차량(1)은 도로 상에서 제6 차로를 주행하고 있음을 상기 자 차량(1)의 운전자에게 알릴 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 점선 차선의 개수와 내비게이션에서 제공 된 현재 주행 도록의 차선 개수 정보를 함께 활용하면, 현재 주행 중인 차로가 몇 번째 차선인지에 대한 정보를 확정할 수 있는 가능성을 높일 수 있다.
도 6c는 자 차량(1) 주변에 실제 차선이 없는 경우 디폴트 차선을 생성하는 것을 나타낸다. 상기 디폴트 차선은 실제 도로에 차선이 없거나, 차선이 희미하여 검출되기 어려운 경우, 가상의 차선을 생성하고 이를 기준으로 차량 검출 영역을 설정하여 다른 차량과의 충돌 가능성을 분석하기 위한 것이다. 도 6c을 참조하면, 자 차량(1)을 기준으로 가장 가까운 제1 디폴트 차선(11-1), 그 다음에 있는 제2 디폴트 차선(11-2)과 제2 디폴트 차선 다음에 있는 제3 디폴트 차선(11-3)이 생성되었다.
상기 디폴트 차선이 생성되면, 상기 검출부는 디폴트 차선을 기준으로 생성된 차로를 기준으로 타 차량과 충돌 가능성을 분석한다. 디폴트 차선을 기준으로 생성된 차로는 실제 차선으로 구분되는 차로로써 간주되는 것이다. 도 6c를 참조하면, 제1 디폴트 차선(11-1)과 제2 디폴트 차선(11-2) 사이로 제1 차로(9-1)가 생성되었고, 제2 디폴트 차선(11-2)과 제3 디폴트 차선(11-3) 사이로 제2 차로(9-2)가 생성되었다. 생성된 제1 차로(9-1) 및 제2 차로(9-2)를 기준으로 차량 검출 영역이 설정되며, 생성된 제1 디폴트 차선(11-1) 및 제2 디폴트 차선(11-2)를 기준으로 차선 변경 차량 검출 영역이 설정된다. 상기 차량 검출 영역 및 상기 차선 변경 차량 검출 영역에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예의 이해를 돕기 위하여 차량의 한 측면만 도시하였으나, 한 측면에 한정되지 않고 좌측 및 우측 모든 차선을 검출 및 확정 할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 차선 변경 금지 구역의 사례를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 차선 변경 금지 구역의 사례를 설명한다.
도 7a에서는 차 자량(1), 장애물(15-1) 및 금지 차선(15-2)이 도시 되었다. 상기 금지 차선(15-2)은 차선 판단부에 의하여 확정된 금지 차선에 해당한다. 충돌 가능성 분석부는 자 차량(1) 주변에 있는 객체가 이동 가능한 객체인지 고정 된 객체인지를 판단한다. 도 7a에서 도시된 장애물(15-1)은 고정된 객체에 해당한다. 도 7a에 도시된 차선은 금지 차선(15-2)에 해당하므로, 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다. 상기 금지 차선(15-1)을 판단하여 차선 변경 주의 경고를 알리는 것 외에도, 상기 충돌 가능성 분석부에 의해 상기 장애물(15-1)과의 충돌 가능성을 판단하고, 상기 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알릴 수 있다. 금지 차선(15-2)이 검출되지 않은 경우에는 충돌 가능성 분석부가 장애물(15-1)과 충돌 가능성을 판단하고, 상기 경고 알림부는 차선 변경 금지 주의를 알린다.
도 7b은 검출된 차선이 모두 금지 차선에 해당하는 경우를 나타낸다. 자 차량(1)을 기준으로 제1 금지 차선(17-1), 제2 금지 차선(17-2) 및 제3 금지 차선(17-3)이 판단되었다. 예를 들면, 터널을 통과하는 경우, 고가 도로를 통과하는 경우에 해당할 것이다. 검출된 모든 차선이 금지 차선에 해당하는 경우에는 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다.
도 7c는 자 차량(1)과 장애물(15-1) 및 금지 차선(15-2) 사이에 차로 하나를 사이에 두고 주행하고 있는 모습이다. 제1 차선(7-1)은 점선 차선이므로 차선 변경이 가능하다. 따라서, 경고 알림부는 차선 변경이 가능함을 알린다. 제1차선(7-1)과 상기 금지 차선(15-2) 사이에는 차량 검출 영역(13-1)이 설정되었다. 상기 차량 검출 영역에 의한 차량 검출 및 충돌 가능성 분석에 대해서는 후술하도록 한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예의 이해를 돕기 위하여 차량의 한 측면만 도시하였으나, 한 측면에 한정되지 아니한다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 차량 검출 영역 설정 및 차선 변경 차량 검출 영역에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 8a 내지 도 8e를 참조하여 차량 검출 영역 설정 및 차선 변경 차량 검출 영역에 대해 설명한다.
도 8a는 차량 검출 영역 설정부가 차량 검출 영역을 설정한 경우를 나타낸다. 이하, 상기 차량 검출 영역을 설정하는 과정을 상세히 설명한다. 상기 차량 검출 영역은 차량을 검출하기 위한 ROI(Region of interest)에 해당한다. 상기 차량 검출 영역은 이동하는 객체를 감지하기 위하여 설정되었으므로, 자 차량을 기준으로 다양한 거리에서 설정이 가능하다.
도 8a를 참조하면, 제1 차량 검출 영역(13-1) 및 제2 차량 검출 영역(13-2)가 설정되어 있다. 이미지 센서부에 의하여 획득된 영상이 검출부에 제공되면, 차선 검출부는 차선을 검출하여 확정한다. 도 8a에서는 자 차량(1)을 기준으로, 제1차선(7-1), 제2 차선(7-2) 및 제3 차선(7-3)이 검출되어 확정되었다. 제1 차선(7-1)과 제2 차선(7-2)사이를 통과하는 객체를 검출하기 위하여 제1 차량 검출 영역(13-1)이 설정되었다. 제2 차선(7-2)과 제3 차선(7-3)사이를 통과하는 객체를 검출하기 위하여 제2 차량 검출 영역(13-2)가 설정되었다. 상기 차량 검출 영역에서 이동하는 객체가 검출되면, 충돌 가능성 분석부는 이동하는 객체의 속도 또는 객체의 크기 변화량을 분석하여 충돌 가능성을 판단한다. 상기 충돌 가능 분석부가 충돌 가능성을 판단하고, 경고 알림부는 상기 판단된 충돌 가능성을 알리게 된다.
도 8b는 차량 검출 영역 설정부가 각 차로마다 복수의 차량 검출 영역을 설정한 경우를 나타낸다. 차량 검출 영역 설정부는 복수의 차량 검출 영역을 설정하여, 차로 위에 다수의 객체를 동시에 검출할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 제1 차로(9-1) 위에는 제1 차량 검출 영역(13-1), 제2 차량 검출 영역(13-2), 제3 차량 검출 영역(13-3), 제4 차량 검출 영역(13-4) 및 제5 차량 검출 영역(13-5)가 설정되었다. 또한, 제2 차로(9-2) 위에는 제6 차량 검출 영역(13-6), 제7 차량 검출 영역(13-7), 제8 차량 검출 영역(13-8) 및 제9 차량 검출 영역(13-9)가 설정되었다. 각 차로 별 차량 검출 영역의 개수는 본 실시예에 한정되지 않고, 상기 이미지 센서부에 의하여 획득된 영상에서 차량의 개수나 주행 도로의 교통량에 따라 조정이 가능하다. 예를 들어, 자 차량(1)외 타 차량이 1대뿐일 경우에는 복수의 차량 검출 영역을 설정할 필요없이 하나의 차량 검출 영역을 설정할 것이다.
다시 도 8b를 참조하여, 제1 차로(9-1)에서 다수의 차량 검출 영역을 설정한 경우 영상 처리 과정을 설명한다. 상기 검출부는 제1 차로(9-1)를 주행하는 타 차량을 감지하기 위하여 주행 방향을 따라 상기 차량 검출 영역을 복수개로 설정될 수 있다. 그러나, 상기 차량 검출 영역의 개수가 많을수록 영상 처리의 속도면에서 효율적이지 않다. 따라서, 상기 검출부는 복수의 차량 검출 영역 중 어느 한 차량 검출 영역에서 타 차량이 감지된 경우, 나머지 차량 검출 영역에 대해서는 타 차량을 감지하는 프로세스를 더 이상 수행하지 않을 수 있다.
또한, 제1 차로(9-1)와 제2 차로(9-2)의 차량 검출 영역의 개수는 차등을 둘 수 있다. 자 차량(1)과 충돌 가능성이 높은 상기 타 차량의 위치는 제1 차로(9-1)가 제2 차로(9-2)보다 높기 때문에, 영상 처리 효율을 위하여 상기 검출부는 제1 차로(9-1)에 더 많은 상기 차량 검출 영역을 설정할 수 있다.
도 8c는 차량 검출 영역 설정부가 차선 변경 차량 검출 영역을 차선위에 나란히 설정된 경우를 나타낸다. 상기 차선 변경 차량 검출 영역은 차량을 검출하기 위한 ROI(Region of interest)에 해당한다. 차선 변경하는 타 차량을 감지하기 위하여, 상기 서술한 도 8a 내지 도 8b 와 같이 차량 검출 영역을 설정하는 방법 이외에도, 도 8c와 같이 차선과 나란한 평면인 차선 변경 차량 검출 영역을 설정할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 제1 차선(7-1)에 나란한 제1 차선 변경 차량 검출 영역(14-1)이 설정되었고, 제2 차선(7-2)에 나란한 제2 차선 변경 차량 검출 영역(14-2)이 설정되었다.
제1 차선 변경 차량 검출 영역(14-1)은 제1 차선을 통하여 이동하는 타 차량을 감지한다. 예를 들어, 자 차량(1) 뒤에서 제1 차로로 변경하며 앞지르기를 시도하는 타 차량의 경우, 제1 차로(9-1)에서 자 차량(1)과 같은 주행 차로로 차선 변경을 시도하는 타 차량을 감지할 수 있다. 또한, 자 차량(1) 뒤에서 오는 타 차량이 제1 차선(7-1)을 침범하는지 여부를 확인하여, 졸음운전 또는 음주운전이 의심되는 타 차량을 감지하여 자 차량(1)의 운전자에게 위험 정보를 알릴 수 있다.
제2 차선 변경 차량 검출 영역(14-2)은 제2 차선을 통하여 이동하는 타 차량을 감지한다. 예를 들어, 제2 차로(9-2)에서 제1 차로(9-1)로 차선을 변경하는 타 차량을 감지할 수 있다. 또한, 타 차량이 제1 차선(7-1) 또는 제2 차선(7-2)을 침범하는지 여부를 확인하여, 졸음운전 또는 음주운전이 의심되는 타 차량을 감지하여 자 차량(1)의 운전자에게 위험 정보를 알릴 수 있다.
도 8d는 차량 검출 영역 및 차선 변경 차량 검출 영역이 동시에 설정된 경우를 나타낸다. 도 8d를 참조하면, 제1 차선(7-1)과 나란히 제1 차선 변경 차량 검출 영역(14-1)이 설정되었고, 제1 차로(9-1) 위에는 제1 차량 검출 영역(13-1) 및 제2 차량 검출 영역(13-2)이 설정되었다. 또한, 제2 차선(7-2)과 나란히 제2 차선 변경 차량 검출 영역(14-2)이 설정되었고, 제2 차로(9-2) 위에는 제3 차량 검출 영역(13-3) 및 제4 차량 검출 영역(13-4)이 설정되었다. 상기 차선 변경 차량 검출 영역은 상기 차선위에 나란히 설정되어 상기 차선 변경 차량 검출 영역을 통과하는 타 차량을 감지한다. 상기 차선 변경 차량 검출 영역은 타 차량의 크기 및 속도를 감지하여 차선을 변경하는 타 차량과 충돌 가능성을 분석할 수 있다.
도 8e는 차량 검출 영역 및 차선 경계 영역이 동시에 설정된 경우를 나타낸다. 차선 경계 영역(15)은 차량을 검출하기 위한 ROI(Region of interest)에 해당한다. 도 8e를 참조하면, 제1 차로 위에 제1 차량 검출 영역(13-1), 제2 차량 검출 영역(13-2) 및 제3 차량 검출 영역(13-3)이 설정되었다. 차선 경계 영역(15)는 제2 차선(7-2)를 포함하고, 상기 차로와 나란히 설정되었다. 차선 경계 영역(15)는 차선을 변경하는 타 차량을 검출하는 영역에 해당한다.
타 차량이 제1 차선(7-1) 또는 제2 차선(7-2)을 침범하는지 여부를 확인하여, 졸음운전 또는 음주운전이 의심되는 타 차량을 감지하여 자 차량(1)의 운전자에게 위험 정보를 알릴 수 있다.
상기 차량 검출 영역의 개수와 넓이, 상기 차선 경계 영역의 넓이와 개수는 상기 검출부가 영상 처리를 함에 있어서, 연산량에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 상기 차량 검출 영역 및 상기 차선 경계 영역의 개수 및 넓이를 최소화 할 필요가 있다.
상기 차량 검출 영역 및 상기 차선 변경 차량 검출 영역은 타 차량의 크기 및 속도를 감지함으로써 차선을 변경하는 타 차량과 충돌 가능성을 분석할 수 있다. 이와 달리, 차선 경계 영역(15)은 타 차량의 크기 및 속도까지 감지할 필요없이 차선 경계 영역(15)내 통과하는 타 차량을 검출하여 충돌 가능성을 분석할 수 있다. 차선 경계 영역(15)을 이용하면, 상기 차선 변경 차량 검출 영역을 이용하여 충돌 가능성을 분석하는 것보다 차선을 변경하는 타 차량의 감지를 함에 있어서 더 정확하고, 신속할 수 있다.
상기 차량 검출 영역, 상기 차선 변경 차량 검출 영역 및 차선 경계 영역의 개수는 본 실시예에 한정되지 않고, 상기 이미지 센서부에 의하여 획득된 영상에서 차량의 개수나 주행 도로의 교통량에 따라 조정이 가능하다. 자 차량(1) 주변에 다수의 타 차량들이 존재하지 않는 경우라면, 효율적인 영상 처리를 위하여 상기 차량 검출 영역을 최소화하는 것이 바람직할 것이다.
효율적인 영상 처리를 위하여 상기 ROI 의 개수 및 넓이를 조정할 수 있다. 상기 ROI의 개수와 크기는 영상 처리 속도에 영향을 미치므로, 주행 차로의 교통량에 따라 조정됨이 바람직할 것이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 몇몇 실시예의 이해를 돕기 위하여 차량의 한 측면만 도시하였으나, 한 측면에 한정되지 아니한다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 충돌 가능성 판단에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 충돌 가능성 판단에 대해 설명한다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 충돌 가능성 판단에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도8a내지 도8e를 참조하여 충돌 가능성 판단에 대해 설명한다.
도 9a는 제1 차선(7-1)과 제2 차선(7-2) 사이 제1 차로(9-1)를 이동하는 타 차량(2)과 자 차량(1)간의 충돌 가능성 판단을 설명하기 위한 도면이다. 상기 제1 차량 검출 영역은 제1 차로(9-1)에서 이동하는 차량(2)을 검출하기 위하여 설정되었다. 제2 차량 검출 영역은 제2 차로(9-2)에서 이동하는 차량을 검출하기 위하여 설정되었다. 도 9a를 참조하면, 타 차량(2)은 제1 차로(9-1)에서 이동하고 있다. 차량 검출부는 제1 차량 검출 영역을 통하여 제1 차로(9-1) 위에 이동하는 타 차량(2)를 검출한다. 충돌 가능성 분석부는 상기 검출된 타 차량(2)의 속도 또는 크기 변화량을 분석하여, 상기 자 차량(1)과 상기 타 차량(2)간의 충돌 가능성을 분석한다. 상기 타 차량(2)이 자 차량(1)보다 속도가 낮다면, 충돌 가능성이 없으므로, 상기 경고 알림부는 차선 변경이 가능함을 알린다. 상기 타 차량(2)이 자 차량(1)보다 속도가 높다면, 충돌 가능성이 있으므로, 상기 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다.
도 9b는 자 차량(1)과 타 차량(2)이 같은 차선에서 주행하고 있는 경우 자 차량(1)과 타 차량(2)간의 충돌 가능성 판단을 설명하기 위한 도면이다. 상기 제1 차량 검출 영역은 제1 차로(9-1)에서 이동할 예정인 차량(2)을 검출하기 위하여 설정되었다. 제2 차량 검출 영역은 제2 차로(9-2)에서 이동할 차량을 검출하기 위하여 설정되었다.
도 9b를 참조하면, 타 차량(2)은 자 차량(1)과 같은 차선에서 이동하고 있다. 충돌 가능성 분석부가 타 차량(2)이 차선 변경 예정이 없고, 자 차량(1)과 충돌 가능성이 없다고 판단한 경우 경고 알림부는 차선 변경 가능을 알린다.
타 차량(2)이 차선 변경 예정은 없으나, 자 차량(1)보다 속도가 높아 충돌 가능성이 있다고 판단한 경우 경고 알림부는 충돌 가능 경고를 알린다.
자 차량(1)과 타 차량(2)이 동시에 제1 차로(9-1)로 차선 변경을 예정하고 있는 경우에 대하여 설명한다. 종래의 차선 변경 지원 장치 및 방법은 나란히 달리고 있는 경우 또는 사각 지대의 차량이 있는 경우에만 충돌 가능성을 판단할 수 있었다.
본 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법은, 자 차량(1) 측면에 구비된 제1 이미지 센서와 후면에 구비된 제2 이미지 센서를 통하여 자 차량(1)과 타 차량(2)이 동시에 차선 변경을 시도하여 충돌 가능성이 있는 경우도 판단할 수 있다. 자 차량(1) 후면에 구비된 제2 이미지 센서는 타 차량(2)의 영상을 획득하고 상기 획득된 영상을 분석한다. 상기 획득된 영상에서 충돌 가능성 분석부는 타 차량(2)의 속도 및 위치를 분석한다. 또한, 충돌 가능성 분석부는 상기 획득된 영상에서 제1 차량 검출 영역(13-1)에 차량이 검출되는지 여부를 분석한다. 상기 제1 차량 검출 영역(13-1)에서 차량이 검출되면, 상기 자 차량(1)이 제1 차로(9-1)로 차선 변경을 시도할 경우 충돌 가능성이 있으므로, 상기 경고 알림부는 충돌 가능 경고를 알린다.
도 9c는 자 차량(1)과 타 차량(2)이 같은 제1 차로(9-1)로 차선 변경을 시도할 경우 충돌 가능성을 판단하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 종래의 차선 변경 지원 장치 및 방법은 나란히 달리고 있는 경우 또는 사각 지대의 차량이 있는 경우에만 충돌 가능성을 판단할 수 있었다. 본 실시예에 따른 차선 변경 지원 방법은 타 차량(2)이 자 차량(1)과 인접한 차로에서 주행 중이 아닌 경우에도 충돌 가능성을 분석하여 판단할 수 있다. 이하, 도 8d를 참조하여 자 차량(1)이 제2 차로(9-2)를 주행하고 있는 경우에 충돌 가능성에 대해 설명한다.
자 차량(1)이 차선 변경 예정이 없고, 제2 차로(9-2)를 주행하고 있는 타 차량(2)도 차선 변경 예정이 없는 경우에는 충돌 가능성 분석부가 제2 차량 검출 영역(13-2)에서 타 차량(2)이 움직임의 변화를 감지 하지 못한 경우이다. 이때, 자 차량(1)과 타 차량(2) 간에 충돌 가능성은 없다. 그러나, 자 차량(1)과 타 차량(2)이 제1 차로(9-1)로 차선 변경을 동시에 시도할 경우에는 충돌 가능성이 존재한다. 상기 제1 차량 검출 영역(13-1)은 제2 차로(9-2)에서 제1 차로(9-1)로 이동하는 차량(2)을 검출하기 위하여 설정되었다. 제2 차량 검출 영역은 제2 차로(9-2)에서 이동하는 차량을 검출하기 위하여 설정되었다.
도 9c를 참조하면, 타 차량(2)은 제2 차로(9-2)에서 이동하고 있다. 차량 검출부는 제2 차량 검출 영역(13-2)을 통하여 제2 차로(9-2)위에 이동하는 타 차량(2)를 검출한다. 예를 들어, 자 차량(1)이 방향 지시등을 사용하여 제1 차로(9-1)로 차선 변경을 시도하는 경우, 충돌 가능성 분석부는 제2 차량 검출 영역(13-2)에서 검출된 타 차량(2)의 속도 및 위치를 분석한다. 타 차량(2)이 제1 차로(9-1)로 차선 변경을 시도하는 경우 자 차량(1)과 충돌 가능성이 있기 때문에 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성을 판단하고, 상기 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다.
도 9d는 자 차량(1)과 타 차량(2)이 근접하여 있는 경우 충돌 가능성을 설명하기 위한 도면이다. 도 9d에서는 타 차량(2)이 자 차량(1)과 나란히 달리고 있다. 이 경우, 타 차량(2)의 속도에 상관없이 자 차량(1)이 차선 변경을 할 경우, 충돌 가능성이 있기 때문에 충돌가능성 분석부는 충돌 가능성을 판단하고, 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다. 충돌 가능성 분석부는 차량 검출 영역(13-1)에서 타 차량(2)를 검출하고, 상기 타 차량(2)의 속도 및 크기 변화량을 분석한다. 상기 타 차량(2)이 자 차량(1) 보다 앞서 나가면, 차선 변경 가능을 알린다. 타 차량(2)이 자 차량(1)에 나란히 있거나, 자 차량(1)보다 뒤에서 높은 속도로 주행하는 경우, 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성을 판단하고, 경고 알림부는 차선 변경 주의 경고를 알린다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예의 이해를 돕기 위하여 차량의 한 측면만 도시하였으나, 한 측면에 한정되지 아니한다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 차선 변경 지원 방법에 있어서, 충돌 회피 판단의 사례를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 10a 내지 도 10d를 참조하여 충돌 회피 판단에 대하여 설명한다.
도 10a는 타 차량(2)이 자 차량(1)에 대해 후방 약 20m에서 검출된 경우에 해당한다. 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서 차선 검출부가 차선을 검출하고 확정한다. 상기 확정된 차선을 기준으로 하여 차량 검출 영역 설정부는 차량 검출 영역(13-1, 13-2)을 설정한다. 상기 설정된 차량 검출 영역(13-1)에서 타 차량(2)을 검출한다. 상기 검출된 타 차량(2)의 상대속도 또는 크기 변화량을 감지하여 충돌 가능성을 분석할 수 있다. 또한, 자 차량(1)으로부터 거리를 판단하여 충돌 가능성을 분석할 수 있다. 자 차량(1)과 타 차량(2)간의 거리가 20m 이상이라면, 충돌 가능성이 낮으므로, 상기 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성이 낮다는 판단을 하고, 상기 경고 알림부는 차선 변경이 가능함을 알린다. 자 차량(1)과 타 차량(2)간의 거리가 10m 이하라면, 충돌 가능성이 있으므로, 상기 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성이 있다는 판단을 하고, 상기 경고 알림 부는 차선 변경 주의 경고를 알린다.
도 10b는 타 차량(2)이 자 차량(1) 후방에서 검출되었으나, 제1 차로(9-1)에 진입하지 않는 경우이다. 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서 차선 검출부가 차선을 검출하고 확정한다. 상기 확정된 차선을 기준으로 하여 차량 검출 영역 설정부는 차량 검출 영역(13-1, 13-2)을 설정한다. 도 10b에서는 상기 타 차량(2)이 제1 차량 검출 영역(13-1) 및 제2 차량 검출 영역(13-2)에서 검출되지 않고 자 차량(1)의 후방에서 검출되었다. 상기 타 차량(2)이 제1 차로(9-1)에 진입하지 않는 경우에 해당하므로, 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성이 낮음을 판단하고, 상기 경고 알림부는 차선 변경 가능을 알린다. 다만, 상기 타 차량(2)의 상대속도가 자 차량(1)의 상대속도보다 높은 경우 충돌 가능성이 존재하므로, 상기 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성을 판단하고, 상기 경고 알림부는 충돌 경고를 알린다.
도 10c는 타 차량(2)이 제2 차로(9-2)에서 검출되었으나, 제1 차로(9-1)에 진입하지 않는 경우이다. 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서 차선 검출부가 차선을 검출하고 확정한다. 상기 확정된 차선을 기준으로 하여 차량 검출 영역 설정부는 제1 차량 검출 영역(13-1) 및 제2 차량 검출 영역(13-2)을 설정한다. 상기 설정된 차량 검출 영역(13-2)에서 타 차량(2)을 검출한다. 상기 검출된 타 차량(2)의 상대속도 또는 크기 변화량을 감지하여 충돌 가능성을 분석할 수 있다. 타 차량(2)은 제2 차로(9-2)를 주행하고 있고, 제2 차량 검출 영역에서 차량이 검출 되었다. 타 차량(2)는 제1 차로(9-1)에 진입 가능성이 없으므로, 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성이 없다고 판단하고, 상기 경고 알림부는 차선 변경 가능을 알린다.
도 10d는 자 차량(1)의 후방 및 제1 차로(9-1) 및 제2 차로(9-2)에는 주행 중인 차량이 존재하지 않는다. 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서 차선 검출부가 차선을 검출하고 확정한다. 상기 확정된 차선을 기준으로 하여 차량 검출 영역 설정부는 차량 검출 영역을 설정한다. 제1 차량 검출 영역(13-1) 및 제2 차량 검출 영역(13-2)에는 차량이 검출되지 않았기 때문에 충돌 가능성 분석부는 충돌 가능성이 없음을 판단하고, 경고 알림부는 차선 변경 가능을 알린다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예의 이해를 돕기 위하여 차량의 한 측면만 도시하였으나, 한 측면에 한정되지 아니한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (16)

  1. 차량의 측면에 구비된 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계;
    상기 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서, 상기 검출된 차선을 기준으로 하여, 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하는 단계;
    상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 이동하는 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계; 및
    상기 충돌 가능성의 판단 결과에 따라 상기 차량의 차선 변경에 따른 위험 여부를 가리키는 차선 변경 정보를 제공하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 검출 영역을 설정하는 단계는,
    상기 검출된 차선에 의하여 형성되는 상기 차량의 주행 차로와의 최근접 차로 상에, 복수의 제1 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제1 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계,
    를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 복수의 제1 차량 검출 영역 중 상기 차량과 가장 인접한 제1 차량 검출 영역에 대하여 상기 객체를 감지하는 프로세스를 수행하는 단계; 및
    상기 프로세스의 수행 결과 상기 차량과 가장 인접한 차량 검출 영역에서 상기 객체가 감지된 경우, 상기 복수의 제1 차량 검출 영역 중 나머지 제1 차량 검출 영역들에 대하여는 상기 객체를 감지하는 프로세스를 더 이상 수행하지 않는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 차선을 검출하는 단계는,
    상기 차량에 가장 근접한 제1 차선을 검출하는 단계; 및
    상기 제1 차선 다음으로 상기 차량에 근접한 제2 차선을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 최근접 차로는 상기 제1 차선과 상기 제2 차선 사이의 차로이고,
    상기 검출된 차선에 의하여 형성되는 상기 차량의 주행 차로와의 최근접 차로 상에, 복수의 제1 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제1 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계는,
    상기 제2 차선을 포함하는 차선 경계 영역을 더 설정하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 차선을 검출하는 단계는,
    상기 차량에 가장 근접한 제1 차선을 검출하는 단계; 및
    상기 제1 차선 다음으로 상기 차량에 근접한 제2 차선을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 최근접 차로는 상기 제1 차선과 상기 제2 차선 사이의 차로이고,
    상기 검출된 차선에 의하여 형성되는 상기 차량의 주행 차로와의 최근접 차로 상에, 복수의 제1 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제1 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계는,
    상기 제2 차선을 사이에 두고 상기 최근접 차로와 인접한 차로 상에, 복수의 제2 차량 검출 영역을 설정하되, 상기 최근접 차로와 인접한 차로의 주행 방향을 따라 상기 복수의 제2 차량 검출 영역이 배열되도록 설정하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 제1 차량 검출 영역의 개수는 상기 복수의 제2 차량 검출 영역의 개수보다 많은 차선 변경 지원 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 차량의 후면에 구비된 제2 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계; 및
    상기 제2 이미지 센서에 의하여 획득된 영상에서 상기 검출된 차선을 기준으로 하여, 차량의 후방에서 이동하는 객체를 감지하기 위한 차량 검출 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 차선을 검출하는 단계는,
    도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 차선 영역 후보군을 이용하여 차선을 검출하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 차선을 검출하는 단계는,
    상기 검출된 차선이 점선 또는 실선인지 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 충돌 가능성의 판단 결과에 따라 차선 변경 정보를 제공하는 단계는,
    상기 검출된 차선이 실선인 경우, 차선 변경 주의 경고를 알리는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 차선을 검출하는 단계는,
    상기 검출된 차선이 점선 또는 실선인지 판단하는 단계;
    실선 차선을 식별하는 단계; 및
    상기 식별 된 실선 차선과 상기 차량이 주행 중인 차로 사이의 점선 차선의 개수를 카운트 하는 단계를 포함하고,
    상기 카운트 된 점선 차선의 개수를 기준으로 현재 주행 차선 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 카운트 된 점선 차선의 개수를 기준으로 현재 주행 차선 정보를 제공하는 단계는,
    상기 차량에 구비된 내비게이션으로부터 제공 받은 현재 주행 도로의 차로 수에 대한 정보 및 상기 카운트 된 점선 차선의 개수를 기준으로 상기 현재 주행 차선 정보를 제공하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 상기 검출된 차선이 실선인 경우, 차선 변경 주의 경고를 알리는 단계는,
    상기 차량에 가장 인접한 차선이 실선인 경우, 차선 변경 주의 경고를 알리는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    차량의 측면에 구비된 제1 이미지 센서에 의하여 획득된 영상을 분석하여 차선을 검출하는 단계는,
    상기 획득된 영상에서 차선이 검출되지 않은 경우, 상기 획득된 영상에 도로의 규격 차선 넓이에 맞추어 세팅 된 가상의 차선을 생성하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 검출 영역은 제1 차량 검출 영역 및 제2 차량 검출 영역을 포함하고, 상기 제1 차량 검출 영역은 상기 차량에 가장 근접한 최근접 차로 상에 형성된 것이고, 상기 제2 차량 검출 영역은 상기 최근접 차로와 바로 인접한 차로로서, 상기 차량이 주행 중인 차로를 제외한 차로 상에 형성된 것인 차선 변경 지원 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체에 대한 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 감지된 객체가 제2 차량 검출 영역에서 제1 차량 검출 영역으로 이동하는 경우, 제1 차량 검출 영역으로 이동하는 상기 차량과 충돌 가능성을 판단하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 감지된 객체의 크기 변화를 분석하여 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 설정된 차량 검출 영역에서 상기 객체를 감지하고, 상기 차량과 상기 감지된 객체 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 획득된 영상에서 상기 감지된 객체의 상기 차량에 대한 상대 속도 벡터를 추출하여 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계를 포함하는 차선 변경 지원 방법.
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