KR20190110358A - 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법 - Google Patents

가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20190110358A KR1020180032235A KR20180032235A KR20190110358A KR 20190110358 A KR20190110358 A KR 20190110358A KR 1020180032235 A KR1020180032235 A KR 1020180032235A KR 20180032235 A KR20180032235 A KR 20180032235A KR 20190110358 A KR20190110358 A KR 20190110358A
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Abstract

본 발명은 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 차량 동역학 정보를 감지하는 차량 동역학 센서, 차량 전방 영상을 인식하는 차량 전방위 감시 카메라, 차량 주변 정보를 감지하는 차량 주변 감시 센서 및 차량의 현재 위치, 주행 경로 및 교통량을 제공하는 내비게이션을 포함하는 감지 장치들 및 상기 감지 장치들로부터 감지 신호들을 입력 받아 차량 전방의 가변 차로를 인식하고, 인식된 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하며 그에 따라 상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 전자 제어 장치를포함함으로써, 도로 교통을 보다 원활하게 할 수 있다.

Description

가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR RECOGNIZING CHANGEABLE VEHICULAR ROAD AND DETERMINING USAGE THEREOF}
본 발명은 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출발지부터 목적지까지 최적의 길로 주행하기 위한 자율 주행 시스템에서 신호등 및 표지판 인식 기술을 기반으로 가변 차로 인식 시 현재 도로 교통 상황을 판단하여 좀 더 적극적인 주행 가능 영역을 판단하는 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자율 주행 차량이란 운전자가 핸들, 가속 페달, 브레이크 등을 조작하지 않아도 정밀한 지도, 위성항법시스템(GPS, Global Positioning System) 등 차량의 각종 센서로 상황을 파악해 스스로 목적지까지 찾아가는 차량을 말한다. 이러한 자율 주행 차량이 실현되기 위해서는 자동 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB), 주행 조향 보조 시스템(Lane Keep Assist System, LKAS), 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(Advanced Smart Cruise Control, ASCC), 후측방 충돌 회피 지원 시스템(Active Blind Spot Detection, ABSD), 어라운드 뷰 모니터링 시스템(Around View Monitor, AVM) 등이 필요할 뿐만 아니라, 원활한 도로 교통 상황을 위해 막히지 않는 차선으로 변경하는 등 도로 상황을 판단하는 로직이 필요하다.
그러나 기존의 네비게이션에서는 시작지, 목적지 및 교통량만을 활용하여 최적의 길을 알려주어 현재 주행하고 있는 도로의 상황은 각 센서들의 데이터의 융합에 의해 알 수 밖에 없다.
그러한 센서들 중 도로 상황 판단 로직들 중 교통 혼잡도를 줄일 수 있는 가변 차로 시스템과 접목하여 전방 카메라를 통해 가변 차로를 인식하고 사용 가능 시 가변 차로를 이용하도록 유도하여 자율 주행 차량이 조금 더 능동적으로 차로를 활용하게 함으로써 도로 교통을 원활하게 할 수 있는 자율 주행 시스템에 대한 요구가 존재한다.
미국 공개특허공보 제2017-0221366호(2017.08.03) 대한민국 공개특허공보 제2009-0038721호(2009.04.21) 유럽 공개특허공보 제2843642호(2015.03.04)
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 출발지부터 목적지까지 최적의 길로 주행하기 위한 자율 주행 시스템에서 신호등 및 표지판 인식 기술을 기반으로 도로 상황 판단 로직들 중 교통 혼잡도를 줄일 수 있는 가변 차로 시스템과 접목하여 도로 교통 체증을 해소하기 위해 설치된 가변 차로 인식 시 현재 도로 교통 상황을 판단하여 좀 더 적극적인 주행 가능 영역을 판단하는 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템은 차량 동역학 정보를 감지하는 차량 동역학 센서, 차량 전방 영상을 인식하는 차량 전방위 감시 카메라, 차량 주변 정보를 감지하는 차량 주변 감시 센서 및 차량의 현재 위치, 주행 경로 및 교통량을 제공하는 내비게이션을 포함하는 감지 장치들 및 상기 감지 장치들로부터 감지 신호들을 입력 받아 차량 전방의 가변 차로를 인식하고, 인식된 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하며 그에 따라 상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 전자 제어 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전자 제어 장치는: 상기 차량 전방위 감시 카메라를 통해 차량 전방의 차로 위 일정 높이에 가변 차로 신호등이 인식되면, 인식된 상기 가변 차로 신호등의 색상 및 형태를 인식하여 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 가변 차로 사용 가부 판단 모듈 및 상기 차량 동역학 센서, 상기 차량 전방위 감시 카메라, 상기 차량 주변 감시 센서 및 상기 내비게이션으로부터의 상기 차량 동역학 정보, 상기 차량 전방 영상, 상기 차량 주변 정보 및 상기 차량의 목적지 및 교통량 정보와 상기 가변 차로 사용 가부 판단 모듈의 판단 결과를 이용하여 주행 가능 차로 영역을 계산하고 해당 가변 차로를 이용할지 여부를 판단하는 가변 차로 이용 여부 판단 모듈을 포함할 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 가변 차로 사용 가부 판단 모듈은 상기 가변 차로 신호등이 녹색이고 화살표 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 가능하다고 판단하고, 상기 가변 차로 신호등이 적색이고 X자 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 불가능하다고 판단할 수 있다.
보다 더 바람직하게는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템은 상기 전자 제어 장치의 제어 신호에 따라 차량의 자율 주행을 제어하는 제동 제어 장치 및 조향 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법은 감지 장치들을 통해 차량 동역학 정보, 차량 전방 영상, 차량 주변 정보 및 차량의 현재 위치, 주행 경로 및 교통량을 감지하는 단계, 감지된 상기 차량 전방 영상을 통해 차량 전방의 가변 차로를 인식하는 단계, 인식된 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 단계 및 상기 가변 차로의 사용 가부에 따라 상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 단계는 차량 전방의 차로 위 일정 높이에 가변 차로 신호등이 인식되면, 인식된 상기 가변 차로 신호등의 색상 및 형태를 인식하여 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단할 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 단계는 상기 가변 차로 신호등이 녹색이고 화살표 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 가능하다고 판단하고, 상기 가변 차로 신호등이 적색이고 X자 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 불가능하다고 판단할 수 있다.
보다 더 바람직하게는, 상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 단계는 감지된 상기 차량 동역학 정보, 상기 차량 전방 영상, 상기 차량 주변 정보 및 상기 차량의 목적지 및 교통량 정보와 상기 가변 차로의 사용 가부 판단 결과를 이용하여 주행 가능 차로 영역을 계산하고 해당 가변 차로를 이용할지 여부를 판단할 수 있다.
최종적으로, 상기 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법은 상기 가변 차로의 이용 여부 결정 결과를 이용하여 차량의 자율 주행을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법은 가변 차로 인식을 통해 현재 도로 교통 상황을 판단하여 자율 주행 차량이 보다 적극적인 주행 가능 영역을 판단하게 함으로써 도로 교통을 보다 원활하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법의 전체 프로세스를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
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 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 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 구성요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템은 차량 동역학 센서(11), 차량 전방위 감시 카메라(12), 차량 주변 감시 센서(13) 및 내비게이션(14) 등의 감지 장치들(10), 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21) 및 가변 차로 이용 여부 결정 모듈(22)을 포함하는 전자 제어 장치(EUC, Electronic Control Unit)(20)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템은 제동 제어 장치(30) 및 조향 제어 장치(40)를 더 포함하여, 전자 제어 장치(20)의 제어 신호에 따라 차량의 자율 주행을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
차량 동역학 센서(11)는 휠 속도 센서, 가속도 센서, 요잉률 센서, 조향각 센서 등의 다양한 공지의 센서로서, 차량의 휠, 핸들 등 적절한 위치에 배치되어 자 차량의 주행 속도, 가속도, 요 각속도, 조향 각도 등을 감지하여 인식한 차량 동역학 정보를 전자 제어 유닛(20)에 전송한다.
차량 전방위 감시 카메라(12)는 FIR 카메라, CMOS 카메라(또는 CCD 카메라) 등의 다양한 공지의 이미지 센서로서, 차량의 전면 유리 상단에 마련되어 차량 전방의 일정 각도 및 거리 이내에서 적외선 대역, 가시광 영역 등의 다양한 대역의 빛을 감지하고 투영함으로써 차량 전방의 외부 객체, 차선, 표지판, 신호등 등의 영상을 획득하여, 특히 본 발명에서는 차량 전방의 가변 차로를 인식하여 인식한 차량 전방위 정보를 전자 제어 장치(20)에 전송한다.
차량 주변 감시 센서(13)는 레이더 센서 등의 다양한 공지의 센서로서, 차량의 전후면 중앙 및 코너에 마련되어 센서 전방에 일정 각도 이내의 범위로 전자기파를 발사한 다음 차량 주변에 위치하는 물체로부터 반사되어 되돌아오는 전자기파를 수신함으로써 자 차량과 주변 물체와의 각도, 거리, 상대 속도, 상대 가속도 등을 감지하여 인식한 차량 주변 정보를 전자 제어 유닛(20)에 전송한다.
내비게이션(14)은 GPS(Global Positioning System)를 통해 차량의 현재 위치를 확인하고 지도를 보이거나 목적지까지의 거리 및 소요 시간을 확인하고 목적지까지의 경로를 안내하여 차량 운전을 도와주는 장치 또는 프로그램으로서, 차량의 시작지, 목적지 및 교통량 등을 전자 제어 장치(20)에 전송한다.
전자 제어 장치(20)는 감지 장치들(10)로부터 감지 신호들을 입력 받아, 특히 차량 전방위 감시 카메라(12)를 통해 차량 전방의 가변 차로를 인식하고, 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21)을 통해 인식된 가변 차로의 사용 가부를 판단하며 가변 차로 이용 여부 결정 모듈(22)을 통해 가변 차로 이용 여부를 결정하도록 제어한다.
보다 구체적으로, 한국의 경우 도로 위에는 중앙선이 두 개인 곳을 종종 볼 수 있다. 이러한 가변 차로는 교통의 흐름에 따라서 중앙선을 바꿔가며 주행할 수 있도록 조절하기 위해 그려놓은 것으로서 시간대에 따라 교통량이 많은 쪽의 차로를 늘려 교통의 흐름을 원활하게 하기 위함이다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 장치(20)는 차량 전방위 감시 카메라(12)를 통해 차량 전방의 차로 위 일정 높이에 가변 차로 신호등이 인식되면, 먼저 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21)을 통해 인식된 가변 차로 신호등의 색상 및 형태를 인식하여 가변 차로 신호등이 녹색이고 화살표 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 가능하다고 판단하고, 가변 차로 신호등이 적색이고 X자 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 불가능하다고 판단한다. 그 후 가변 차로 이용 여부 결정 모듈(22)은 차량 동역학 센서(11), 차량 전방위 감시 카메라(12), 차량 주변 감시 센서(13) 및 내비게이션(14)으로부터의 차량 동역학 정보, 차량 전방 영상, 차량 주변 정보 및 차량의 목적지 및 교통량 정보와 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21)의 판단 결과를 이용하여 주행 가능 차로 영역을 계산하여 해당 가변 차로를 이용할지 여부를 판단한다.
본 발명의 일 실시예에 대해서는 한국의 가변 차로를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예들에서는 각국의 가변 차로 표시 방법에 따라 가변 차로 사용 가부를 판단하고 그에 따라 가변 차로 이용 여부를 결정할 수 있을 것이다.
가/감속 제어 장치(30)는 전자 제어 장치(20)의 제어 신호를 입력 받아 차량의 엔진 출력을 증가시키거나 제동 압력을 생성하며, 조향 제어 장치(40)는 전자 제어 장치(20)의 제어 신호를 입력 받아 차량 핸들의 조향 각도를 생성한다.
본 발명에서는 감지 신호들을 입력 받아, 특히 차량 전방의 가변 차로를 인식하고, 인식된 가변 차로의 사용 가부를 판단하며 가변 차로 이용 여부를 결정하도록 제어하는 방법을 제안한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 상기와 같이 구성된 시스템을 이용하여 본 발명에서의 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법의 전체 프로세스를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법은 차량 전방위 감시 카메라(12)를 통해 차량 전방의 차로 위 일정 높이에 가변 차로 신호등이 인식되면(S210), 먼저 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21)을 통해 인식된 가변 차로 신호등의 색상을 인식하여 가변 차로 신호등의 색상이 녹색인지 적색이지 판단한다(S220). 그 다음 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21)은 가변 차로 신호등의 형태를 인식하여 가변 차로 신호등의 형태가 화살표 모양인지 X자 모양인지 판단한다(S230, S240).
상기한 단계 S220 내지 S240 판단 결과, 가변 차로 신호등의 색상 및 형태가 녹색이고 화살표 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 가능하다고 판단하고(S250), 가변 차로 신호등이 적색이고 X자 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 불가능하다고 판단한다(S260).
그 후, 가변 차로 이용 여부 결정 모듈(22)이 차량 동역학 센서(11), 차량 전방위 감시 카메라(12), 차량 주변 감시 센서(13) 및 내비게이션(14)으로부터의 차량 동역학 정보, 차량 전방 영상, 차량 주변 정보 및 차량의 목적지 및 교통량 정보와 가변 차로 사용 가부 판단 모듈(21)의 판단 결과를 이용하여 주행 가능 차로 영역을 계산하여(S270) 해당 가변 차로를 이용할지 여부를 판단한다(S280).
그리고, 최종적으로 S280 판단 결과에 따라 제동 제어 장치(30) 및 조향 제어 장치(40)를 통해 차량의 자율 주행을 제어할 수 있다(S290).
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법에서도 본 발명의 일 실시예에 대해서는 한국의 가변 차로를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예들에서 각국의 가변 차로 표시 방법에 따라 가변 차로 사용 가부를 판단하고 그에 따라 가변 차로 이용 여부를 결정할 수 있을 것이다.
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
10 : 감지 장치들
11 : 차량 동역학 센서
12 : 차량 전방위 감시 카메라
13 : 차량 주변 감시 센서
14 : 내비게이션
20 : 전자 제어 장치
21 : 가변 차로 사용 가부 판단 모듈
22 : 가변 차로 이용 여부 결정 모듈
30 : 가/감속 제어 장치
40 : 조향 제어 장치

Claims (9)

  1. 차량 동역학 정보를 감지하는 차량 동역학 센서, 차량 전방 영상을 인식하는 차량 전방위 감시 카메라, 차량 주변 정보를 감지하는 차량 주변 감시 센서 및 차량의 현재 위치, 주행 경로 및 교통량을 제공하는 내비게이션을 포함하는 감지 장치들 및
    상기 감지 장치들로부터 감지 신호들을 입력 받아 차량 전방의 가변 차로를 인식하고, 인식된 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하며 그에 따라 상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 전자 제어 장치를 포함하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템.
  2. 청구항 1에서,
    상기 전자 제어 장치는:
    상기 차량 전방위 감시 카메라를 통해 차량 전방의 차로 위 일정 높이에 가변 차로 신호등이 인식되면, 인식된 상기 가변 차로 신호등의 색상 및 형태를 인식하여 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 가변 차로 사용 가부 판단 모듈 및
    상기 차량 동역학 센서, 상기 차량 전방위 감시 카메라, 상기 차량 주변 감시 센서 및 상기 내비게이션으로부터의 상기 차량 동역학 정보, 상기 차량 전방 영상, 상기 차량 주변 정보 및 상기 차량의 목적지 및 교통량 정보와 상기 가변 차로 사용 가부 판단 모듈의 판단 결과를 이용하여 주행 가능 차로 영역을 계산하고 해당 가변 차로를 이용할지 여부를 판단하는 가변 차로 이용 여부 판단 모듈을 포함하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템.
  3. 청구항 2에서,
    상기 가변 차로 사용 가부 판단 모듈은 상기 가변 차로 신호등이 녹색이고 화살표 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 가능하다고 판단하고, 상기 가변 차로 신호등이 적색이고 X자 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 불가능하다고 판단하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에서,
    상기 전자 제어 장치의 제어 신호에 따라 차량의 자율 주행을 제어하는 제동 제어 장치 및 조향 제어 장치를 더 포함하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템.
  5. 감지 장치들을 통해 차량 동역학 정보, 차량 전방 영상, 차량 주변 정보 및 차량의 현재 위치, 주행 경로 및 교통량을 감지하는 단계,
    감지된 상기 차량 전방 영상을 통해 차량 전방의 가변 차로를 인식하는 단계,
    인식된 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 단계 및
    상기 가변 차로의 사용 가부에 따라 상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법.
  6. 청구항 5에서,
    상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 단계는 차량 전방의 차로 위 일정 높이에 가변 차로 신호등이 인식되면, 인식된 상기 가변 차로 신호등의 색상 및 형태를 인식하여 상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법.
  7. 청구항 6에서,
    상기 가변 차로의 사용 가부를 판단하는 단계는 상기 가변 차로 신호등이 녹색이고 화살표 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 가능하다고 판단하고, 상기 가변 차로 신호등이 적색이고 X자 형태인 경우 해당 가변 차로가 사용 불가능하다고 판단하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법.
  8. 청구항 6 또는 7에서,
    상기 가변 차로의 이용 여부를 결정하는 단계는 감지된 상기 차량 동역학 정보, 상기 차량 전방 영상, 상기 차량 주변 정보 및 상기 차량의 목적지 및 교통량 정보와 상기 가변 차로의 사용 가부 판단 결과를 이용하여 주행 가능 차로 영역을 계산하고 해당 가변 차로를 이용할지 여부를 판단하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법.
  9. 청구항 8에서,
    상기 가변 차로의 이용 여부 결정 결과를 이용하여 차량의 자율 주행을 제어하는 단계를 더 포함하는, 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 방법.
KR1020180032235A 2018-03-20 2018-03-20 가변 차로 인식 및 이용 여부 판단 시스템 및 방법 KR20190110358A (ko)

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US20170221366A1 (en) 2016-01-29 2017-08-03 Electronics And Telecommunications Research Institute Autonomous vehicle driving system and method

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