KR20220087693A - 카메라와 라이다 정보 통합 장치 - Google Patents

카메라와 라이다 정보 통합 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220087693A
KR20220087693A KR1020200177986A KR20200177986A KR20220087693A KR 20220087693 A KR20220087693 A KR 20220087693A KR 1020200177986 A KR1020200177986 A KR 1020200177986A KR 20200177986 A KR20200177986 A KR 20200177986A KR 20220087693 A KR20220087693 A KR 20220087693A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
lidar
resolution
image
distance
Prior art date
Application number
KR1020200177986A
Other languages
English (en)
Inventor
김기범
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020200177986A priority Critical patent/KR20220087693A/ko
Publication of KR20220087693A publication Critical patent/KR20220087693A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/403Image sensing, e.g. optical camera
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408Radar; Laser, e.g. lidar
    • B60W2420/42
    • B60W2420/52

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 대한 것이다. 본 발명은, 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라부; 물체와의 거리를 감지하는 라이다 센서; 및 상기 라이다 센서의 거리 정보와 상기 카메라부의 영상 정보의 프레임 차이 및 해상도 차이에 따라 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보를 산출하는 거리 측정부;를 포함하고, 상기 거리 측정부는, 상기 카메라부의 상기 영상 정보와 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보의 프레임 수가 다를 경우, 상기 차량의 이동 정보를 이용하여 상기 거리 정보를 상기 영상 정보의 프레임 수에 대응하도록 보간 처리하는 프레임 조정부와, 상기 카메라부의 상기 영상의 해상도와 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보의 해상도가 다를 경우, 상기 거리 정보의 해상도를 상기 영상 정보에 대응하도록 처리하는 해상도 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라와 라이다 정보 통합 장치를 제공한다.

Description

카메라와 라이다 정보 통합 장치 {DEVICE FOR INTEGRATING CAMERA AND LIDAR INFORMATION}
본 발명은 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 대한 것이다.
자동차에 탑재되는 전자 장치 및 관련 센서 기술의 발전에 따라 운전자의 편의/안전을 지원하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 기능이 널리 사용되고 있다. 또한, 차량의 자율주행 기술도 괄목한만한 발전이 이루어지고 있다.
차량 센서 기술에서, 물체를 감지하기 위한 센서로 카메라와 같은 이미징 장치와 레이다(Radar)나 라이다(Lidar)가 개별적 또는 통합 형태로 사용된다.
카메라와 라이다의 통합 사용을 통해 물체와의 거리를 측정하는 기술로서, 본 발명자는 대한민국 등록특허 제10-2176376호에 차량 주행 정보를 에피폴라 지오메트리(Epipolar Geometry)에 적용하여 카메라를 통해 획득한 영상 정보와 라이다를 통해 획득한 라이다 정보 간의 리프레쉬 비율차이로 인한 부족한 거리 정보를 보간하는 방안을 제시하였다. 위 선행 특허에서는, 라이다 센서의 스캔 주기와 카메라의 주파수가 상이한 점을 보완하기 위하여, 카메라 주파수와 라이다 주파수를 비교하여 물체의 거리를 보간하는 것을 기재하고 있다(선행 특허의 도 3 참조).
등록특허공보 제10-2176376호
위에 제시된 선행 특허에서는, 라이다와 카메라의 스캔 주기 및 주파수 차이를 보간하는 것을 제시하고 있으나, 카메라에서 획득된 영상의 해상도와 라이다에서 수신된 거리 정보의 해상도가 달라 카메라에서 획득된 영상에서의 물체에 대한 거리 정보를 정확히 매칭시키지 못하는 것에 대해서는 해결 수단을 제시하지 못하였다.
이에 본 발명에서는, 카메라와 라이다의 해상도 차이를 보간하여 카메라에서 제공되는 영상에 라이다에서 획득한 거리 정보를 매칭하는 카메라와 라이다 정보 통합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라부; 물체와의 거리를 감지하는 라이다 센서; 및 상기 라이다 센서의 거리 정보와 상기 카메라부의 영상 정보의 프레임 차이 및 해상도 차이에 따라 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보를 산출하는 거리 측정부;를 포함하고, 상기 거리 측정부는, 상기 카메라부의 상기 영상 정보와 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보의 프레임 수가 다를 경우, 상기 차량의 이동 정보를 이용하여 상기 거리 정보를 상기 영상 정보의 프레임 수에 대응하도록 보간 처리하는 프레임 조정부와, 상기 카메라부의 상기 영상의 해상도와 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보의 해상도가 다를 경우, 상기 거리 정보의 해상도를 상기 영상 정보에 대응하도록 처리하는 해상도 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라와 라이다 정보 통합 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 라이다 스캔 정보와 이미징 장치의 영상을 효과적으로 매칭시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 이미징 장치에서 제공하는 영상의 해상도와 라이다에서 제공하는 라이다 정보의 해상도를 매칭하여 보다 정확한 통합 정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미징 장치와 라이다 통합 장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서, 영상 정보와 라이다 센서 획득 정보의 리프레쉬 차이로 인한 부족한 거리 정보를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서, 영상 정보와 라이다 센서 획득 정보의 해상도 차이로 인해 부족한 거리 정보를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 시간에 따른 차량의 이동을 예시한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 해상도 조정부의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 보간 방식으로 해상도 조정하는 것을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 모션 벡터를 이용하여 해상도 조정하는 것을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 인공 신경망을 이용하여 해상도 조정하는 것을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 인공 신경망을 이용하여 해상도 조정할 때의 Feature map을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 해상도 조정부의 제1 거리정보 산출부의 예시적인 블럭도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 해상도 조정부의 제2 거리정보 산출부의 예시적인 블럭도이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치의 블럭 구성도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치는 카메라부(10), 라이다 센서(20), 판단부(30), 거리 측정부(40) 및 맵핑부(50)를 포함한다.
카메라부(10)는 차량에 설치되어 차량 전방의 영상을 촬영한다. 카메라부(10)는 예컨데 60Hz의 카메라 주파수로 초당 60 프레임을 획득할 수 있다. 참고로, 본 실시예에서는 60Hz의 카메라 주파수로 60 프레임을 획득하는 것을 예시로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 30Hz의 카메라 주파수의 카메라부(10)도 이용 가능하다.
라이다 센서(20)는 차량 전방에 레이저를 방출하고 물체에 반사되어 되돌아 오는 레이저를 수신하여 물체와의 거리를 측정한다. 라이다 센서(20)는 차량 전방에 레이저를 방출하는 송신부(미도시), 송신부에 의해 방출된 후 물체에 반사되어 되돌아 오는 레이저를 수신하는 수신부(미도시), 및 수신부에 의해 레이저가 수신되면 송신부에 의한 레이저 방출 시각과 수신부에 의해 레이저가 수신된 시각 간의 시간차를 이용하여 차량 전방의 물체와의 거리를 측정하는 거리 산출부(미도시)를 포함한다.
라이다 센서(20)는 카메라부(10)에 의해 촬영되는 촬영 영역으로 레이저를 조사한다. 라이다 센서(20)는 회전 구동되어 소정 스캔 주파수(예를 들면, 10 Hz)로 물체에 레이저를 조사하여 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 라이다 센서(20)는 스캔 방식의 라이다일 수 있다. 다른 실시예로서, 상기 라이다 센서(20)는 비스캔 방식으로 구현되는 것도 가능할 수 있다.
판단부(30)는 카메라부(10)에 의해 영상이 촬영되고 라이다 센서(20)에 의해 물체와의 거리 측정에 대한 정보가 처리되면, 라이다 센서(20)의 측정 결과에 대한 보간 여부를 판단한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서, 영상 정보와 라이다 센서 획득 정보의 리프레쉬 차이로 인한 부족한 거리 정보를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서, 영상 정보와 라이다 센서 획득 정보의 해상도 차이로 인해 부족한 거리 정보를 나타낸 도면이다.
도 2의 경우를 설명하면, 라이다 센서(20)가 스캔 방식이라고 할 때, 라이다 센서(20)의 스캔 주기 사이에 존재하는 카메라부(10)의 프레임(2번 프레임 내지 6번 프레임, 8번 프레임 내지 12번 프레임, 14번 프레임 내지 18번 프레임, 20번 프레임 내지 24번 프레임, 26번 프레임 내지 30번 프레임, 32번 프레임 내지 36번 프레임, 38번 프레임 내지 42번 프레임, 44번 프레임 내지 48번 프레임, 50번 프레임 내지 54번 프레임, 56번 프레임 내지 60번 프레임)은 스캔 데이터와 매핑될 수 없으며, 그 결과 해당 프레임들에 대해서는 물체와의 거리가 존재하지 않게 된다.
도 3의 경우를 참조하면, 라이다 센서(20)에서 1 프레임당 640×480의 해상도를 갖는 거리 정보를 제공하고, 카메라부(10)는 1 프레임당 1920×1080의 해상도를 갖는 영상 정보를 제공한다. 이에 따라, 카메라부(10)에서 제공하는 영상의 픽셀에 대하여 라이다 센서(20)에서 제공하는 거리 정보가 매칭되지 않는 픽셀이 존재한다.
판단부(30)는 도 2 또는 도 3의 경우에 어떠한 보간 처리를 수행하여야 할지를 판단한다.
거리 측정부(40)는, 판단부(30)의 판단에 따라 라이다 센서(20)에서 제공하는 거리 정보를 보간하는 기능을 수행한다. 거리 측정부(40)는, 프레임 조정부(42)와 해상도 조정부(44)를 포함할 수 있다.
프레임 조정부(42)는 도 2와 같은 경우에 대하여, 거리 정보가 존재하지 않는 영상 프레임에 대하여 거리 정보를 추정 또는 보간한다.
영상의 프레임 중 라이다 센서(20)의 스캔 주기 사이에 존재하는 프레임에 대해 물체와의 거리를 보간하는 것으로 결정되면, 프레임 조정부(42)는 차량의 주행에 따른 차량 정보를 이용하여 차량 이동에 따른 차량 이동거리를 검출하고, 차량 이동 전후의 영상 내 물체의 위치 픽셀 좌표와 차량 이동거리를 기반으로, 영상의 프레임 중 라이다 센서(20)의 스캔 주기 사이에 존재하는 프레임 각각에 대응되게 물체와의 거리를 각각 측정한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 시간에 따른 차량의 이동을 예시한 도면이다.
프레임 조정부(42)는 차량의 조향각, 속도, 이동 거리 등에 대한 정보를 입력받고 시간에 따른 차량의 이동 상태를 추정한다. 차량이 ④번 위치에서 라이다 센서(20)의 거리 정보가 출력된 것으로 가정한다. 차량이 ④번 위치에서 ⑤번 위치로 이동한 경우, ④, ⑤를 잇는 선분(카메라부(10)의 위치를 기준으로 꼭지점을 설정)과, 차량의 종축에 수직한 선분을 이어 만나는 가상의 삼각형(T1)이 형성된다. 다른 가상의 삼각형(T2)은 ④, ⑤와 물체(장애물)를 이어 형성될 수 있다.
가상의 삼각형(T1)의 각 선분의 길이는 차량 상태 정보 등으로부터 산출할 수 있다.
가상 삼각형(T2)의 세 개의 변(도 4의 ②,③,⑥) 중 일측 변(도 5의 ②)의 길이는 이미 알고 있는 정보이고, 나머지 두 변(도 4의 ③,⑥)의 길이는 차량이 이동하기 전의 카메라부(10)에서 촬영한 영상의 물체의 위치, 및 차량이 이동한 후의 카메라부(10)에서 촬영한 영상의 물체와의 위치를 에피폴라 지오메트리(Epipolar geometry)에 적용하여 산출할 수 있다.
도 3의 경우에 대하여 설명하면, 카메라부(10)에 의해 획득된 1번 프레임과 1번 스캔 데이터가 획득된 상태에서, 프레임 조정부(42)는 차량 정보를 이용하여 2번 프레임을 획득하면 상기한 바와 같은 과정을 수행하여 차량 이동거리를 기반으로 한 2번 프레임에 대응되는 물체와의 거리를 획득한다. 이러한 과정은 다음 스캔 데이터를 획득할 때까지 반복적으로 수행됨으로써, 스캔 주기 사이에 존재하는 프레임(2번 프레임 내지 6번 프레임, 8번 프레임 내지 12번 프레임, 14번 프레임 내지 18번 프레임, 20번 프레임 내지 24번 프레임, 26번 프레임 내지 30번 프레임, 32번 프레임 내지 36번 프레임, 38번 프레임 내지 42번 프레임, 44번 프레임 내지 48번 프레임, 50번 프레임 내지 54번 프레임, 56번 프레임 내지 60번 프레임) 각각에 대응되는 물체와의 거리를 획득하게 된다.
이와 같이, 프레임 조정부(42)가 영상의 프레임 중 라이다 센서(20)의 스캔 주기 사이에 존재하는 프레임 각각에 대응되게 물체와의 거리를 각각 측정함에 따라, 맵핑부(50)는 이들 영상의 프레임 중 라이다 센서(20)의 스캔 주기 사이에 존재하는 프레임 각각에 대응되게 물체와의 거리를 해당 프레임 각각에 일대일 맵핑시킨다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 해상도 조정부의 상세 구성을 도시한 도면이다.
해상도 조정부(44)는 도 3과 같이 라이다 센서(20)의 수신 해상도와 카메라부(10)의 해상도가 상이한 경우, 라이다 센서(20) 수신 해상도를 카메라부(10)의 해상도에 맞게 조정한다. 즉, 해상도 조정부(44)는 획득된 라이다 정보로부터 카메라부(10)의 영상 해상도에 비해 부족한 픽셀에 대응하는 거리 정보를 보간 또는 산출한다.
일 실시예에 있어서, 해상도 조정부(44)는 Super-resolution 기법을 적용하여 라이다 센서(20)에서 수신된 거리 정보의 해상도를 카메라부(10)의 영상 해상도에 매칭되도록 조정한다.
도 5를 참조하면, 해상도 조정부(44)는, 저해상도의 라이다 이미지(L1)를입력받는 라이다 이미지 입력부(110)와, 라이다 이미지(L1)를입력받아 해상도를 조정하는 제1 거리정보 산출부(120) 및 제2 거리정보 산출부(130)와, 라이다 이미지(L1)를 임시 저장하는 메모리(140)와, 제1 거리정보 산출부(120)와 제2 거리정보 산출부(130)의 결과를 비교하는 보간정보 비교기(150)와, 이들의 작동을 제어하는 제어부(100)를 포함할 수 있다.
라이다 이미지(L1)는 라이다 센서(20)에서 제공되는 것으로서, 카메라부(10)로 취득하는 영상에 대응하는 영역에 대한 거리 정보를 포함한 것일 수 있다. 라이다 이미지(L1)는 소정 해상도(예를 들면, 640×480)를 가지며, 라이다 이미지(L1)의 각 픽셀에는 거리 정보가 포함된다.
라이다 이미지 입력부(110)에는 필요에 따라 복수의 라이다 이미지(L1)가 순차적으로 입력될 수 있고, 메모리(140)에는 복수의 라이다 이미지(L1)가 임시 저장될 수 있다.
제1 거리정보 산출부(120)는 라이다 이미지(L1)의 해상도를 카메라부(10)에서 제공하는 영상의 해상도에 맞도록 증가시킴에 있어서, 비어 있는 픽셀의 거리 정보를 인접 픽셀의 거리 정보를 이용하여 보간함으로써 채울 수 있다.
제2 거리정보 산출부(130)는 복수의 라이다 이미지(L1)에서, 특정 객체의 모션 벡터(MV)를 고려하여 비어 있는 픽셀의 거리 정보를 채움으로써 라이다 이미지(L1)의 해상도를 향상시킬 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제2 거리정보 산출부(130)는 DNN, CNN 등의 인공 신경망 또는 딥러닝을 이용하여 거리 정보를 추정함으로써 라이다 이미지(L1)의 해상도를 향상시키도록 구성될 수 있다.
보간정보 비교기(150)는 제1 거리정보 산출부(120)에서 산출된 해상도가 향상된 라이다 이미지와, 제2 거리정보 산출부(130)에서 산출된 해상도가 향상된 라이다 이미지를 비교하여 그 차이가 Threshold 이내인지를 판단할 수 있다. 보간정보 비교기(150)는 제1 거리정보 산출부(120)에서 산출된 해상도가 향상된 라이다 이미지와, 제2 거리정보 산출부(130)에서 산출된 해상도가 향상된 라이다 이미지의 차이가 소정 Threshold를 벗어나는 경우, 제1 거리정보 산출부(120) 또는 제2 거리정보 산출부(130)의 보간 커널, 예측 모델 또는 학습모델을 보정하거나 수정하도록 할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서 제1 거리정보 산출부(120)는 보간 방식을 이용하고, 제2 거리정보 산출부(130)는 모션 벡터(MV)를 이용하거나, 인공 지능을 이용하는 것을 예시하였으나, 해상도 조정부(44)에는 제1 거리정보 산출부(120)나 제2 거리정보 산출부(130) 중 어느 하나만 구비되거나, 제1 거리정보 산출부(120)와 제2 거리정보 산출부(130)가 보간 방식, 모션 벡터 방식, 또는 인공 방식 중 어느 2개를 선택적으로 구비하는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 보간 방식으로 해상도 조정하는 것을 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 거리정보 산출부(120)는 거리정보를 포함하는 저해상도의 라이다 이미지(L1)를 입력받고(도 6의 (a) 참조), 고해상도의 라이다 이미지(L2)로 확장하고(도 6의 (b) 참조), 고해상도 라이다 이미지(L2)에서 convolution 커널을 이용하여 서브 레이어를 분리하며 비어있는 픽셀에 거리 정보를 채움으로써 해상도가 향상된 라이다 이미지를 생성한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 모션 벡터를 이용하여 해상도 조정하는 것을 예시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2 거리정보 산출부(130)의 복수의 라이다 이미지(L11, L12)를 수신하고, 특정 픽셀(또는 픽셀 그룹)에 대한 모션 벡터를 산출하고, 모션 벡터를 이용하여 거리정보를 예측한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 인공 신경망을 이용하여 해상도 조정하는 것을 예시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 라이다 이미지를 인공 신경망을 이용하여 해상도 조정할 때의 Feature map을 예시적으로 도시한 도면이다.
다른 실시예에서, 제2 거리정보 산출부(130)는 딥러닝 기반으로 구현될 수 있다. 제2 거리정보 산출부(130)는 복수의 라이다 이미지(L1)를 입력받고 해당 거리 정보에 대한 feature map을 도출한다. 이러한 feature map을 이용하여 라이다 이미지(L1)에 대한 업스케일링을 수행하여 해상도가 향상된 라이다 이미지를 생성한다.
도 8의 (a)는 저해상도의 라이다 이미지(L1)를나타내고, 도 8의 (b)는 복수의 라이다 이미지에 대한 feature map을 도출하는 것을 예시하며, 도 8의 (c)는 고해상도의 라이다 이미지를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 해상도 조정부의 제1 거리정보 산출부의 예시적인 블럭도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 라이다 정보 통합 장치에 있어서 해상도 조정부의 제2 거리정보 산출부의 예시적인 블럭도이다.
도 10을 참조하면, 도 6에 도시된 기법에 따른 제1 거리정보 산출부(120)의 블록 구성이 예시된다.
도 11을 참조하면, 도 8에 도시된 기법에 따른 제2 거리정보 산출부(130)의 블록 구성이 예시된다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
10 : 카메라부
20 : 라이다 센서
30 : 판단부
40 : 거리 측정부
42 : 프레임 조정부
44 : 해상도 조정부
50 : 맵핑부

Claims (1)

  1. 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라부;
    물체와의 거리를 감지하는 라이다 센서; 및
    상기 라이다 센서의 거리 정보와 상기 카메라부의 영상 정보의 프레임 차이 및 해상도 차이에 따라 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보를 산출하는 거리 측정부;를 포함하고,
    상기 거리 측정부는, 상기 카메라부의 상기 영상 정보와 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보의 프레임 수가 다를 경우, 상기 차량의 이동 정보를 이용하여 상기 거리 정보를 상기 영상 정보의 프레임 수에 대응하도록 보간 처리하는 프레임 조정부와,
    상기 카메라부의 상기 영상의 해상도와 상기 라이다 센서의 상기 거리 정보의 해상도가 다를 경우, 상기 거리 정보의 해상도를 상기 영상 정보에 대응하도록 처리하는 해상도 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라와 라이다 정보 통합 장치.
KR1020200177986A 2020-12-18 2020-12-18 카메라와 라이다 정보 통합 장치 KR20220087693A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200177986A KR20220087693A (ko) 2020-12-18 2020-12-18 카메라와 라이다 정보 통합 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200177986A KR20220087693A (ko) 2020-12-18 2020-12-18 카메라와 라이다 정보 통합 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220087693A true KR20220087693A (ko) 2022-06-27

Family

ID=82246853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200177986A KR20220087693A (ko) 2020-12-18 2020-12-18 카메라와 라이다 정보 통합 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220087693A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102633224B1 (ko) 2022-11-30 2024-02-06 (주)에스유엠 자율주행 차량의 객체 인식 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102176376B1 (ko) 2019-06-24 2020-11-10 현대오트론 주식회사 물체 거리 측정 장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102176376B1 (ko) 2019-06-24 2020-11-10 현대오트론 주식회사 물체 거리 측정 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102633224B1 (ko) 2022-11-30 2024-02-06 (주)에스유엠 자율주행 차량의 객체 인식 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10937231B2 (en) Systems and methods for updating a high-resolution map based on binocular images
CN111223135B (zh) 通过使用雷达和运动数据的单目相机来增强距离估计的系统和方法
CN105711597B (zh) 前方局部行驶环境感知系统及方法
EP3438777B1 (en) Method, apparatus and computer program for a vehicle
WO2020097796A1 (en) Methods and systems for color point cloud generation
WO2020097840A1 (en) Systems and methods for correcting a high-definition map based on detection of obstructing objects
US11841434B2 (en) Annotation cross-labeling for autonomous control systems
CN109532662B (zh) 一种车距及碰撞时间计算方法及装置
WO2020140164A1 (en) Systems and methods for updating a high-definition map
CN105578009A (zh) 光斑成像装置
US11802772B2 (en) Error estimation device, error estimation method, and error estimation program
GB2548970A (en) Method and device for generating an image of an area surrounding a vehicle
US11335019B2 (en) Method for the 3D reconstruction of a scene
KR102176376B1 (ko) 물체 거리 측정 장치 및 방법
US20230109473A1 (en) Vehicle, electronic apparatus, and control method thereof
US20210078587A1 (en) Ballistic estimation of vehicle data
KR20220087693A (ko) 카메라와 라이다 정보 통합 장치
JP2021081272A (ja) 位置推定装置および位置推定用コンピュータプログラム
JP5162412B2 (ja) トンネル壁面撮影装置
KR20100066952A (ko) 스테레오 비전을 이용하여 장애물을 추적하는 장치 및 방법
CN113091756A (zh) 位置推定装置、以及位置推定方法
WO2021062587A1 (en) Systems and methods for automatic labeling of objects in 3d point clouds
KR20210125583A (ko) 차량 구성요소의 움직임을 보상하기 위한 시스템 및 방법
JP7147729B2 (ja) 移動量推定装置、移動量推定方法、移動量推定プログラム、及び移動量推定システム
CN116228875B (zh) 一种多相机车载系统的标定方法、装置、系统及存储介质