KR101448504B1

KR101448504B1 - 엠엠에스를 이용한 도로 표지판 추출 방법

Info

Publication number: KR101448504B1
Application number: KR1020140085830A
Authority: KR
Inventors: 윤준희; 정규수; 김은지
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2014-10-13

Abstract

촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법으로서, (a) 차량을 주행시키면서 촬영장치로 도로를 촬영하여 도로 표지판이 포함된 영상을 획득하는 단계와, (b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 거리측정 장치를 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태에서 수평 방향으로 스캔하여, 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d) 및 차량 전방 물체와 차량 진행 방향과의 편향각(θ)을 측정하는 단계와, (c) 상기 거리(d) 및 편향각(θ)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와, (d) 상기 거리(d) 및 경사각(α)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와, (e) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와, (f) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함하여 이루어지고, 촬영된 영상으로부터 정확하고 신속하게 도로 표지판을 추출할 수 있다.

Description

엠엠에스를 이용한 도로 표지판 추출 방법{Method for extracting road sign using MMS}

본 발명은 이동식 도면화 시스템(MMS: Mobile Mapping System)을 이용한 도로 표지판 추출 방법에 관한 것으로서, 특히 거리측정 장치를 이용하여 도로 표지판을 인식함으로써 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 효율적으로 추출할 수 있는 방법에 관한 것이다.

도로에 설치되는 표지판은 안전하고 원활한 도로 교통을 확보함과 동시에 도로 이용자들에게 안전하고 편안한 이동을 제공하는 교통소통 시설로서, 교통소통 및 이동의 정보제공을 위한 도로표지와, 교통행위에 대한 규제 혹은 지시의 정보제공을 위한 교통안전 표지로 구분할 수 있다.

이와 같이 도로 표지판은 도로 이용자에게 적절한 정보를 실시간으로 제공해야 하므로 도로표지의 중복설치, 잘못된 곳에의 설치 등을 최소화해야 하며, 또한 손실, 망실이 발생한 경우 신속한 대처가 필요하다.

최근에는, 신속하고 정확한 도로 표지판 인식을 위해, 도로를 주행하는 차량에 카메라를 설치하고 카메라에서 촬영된 영상을 이용하여 도로 표지판을 인식하는 MMS(Mobile Mapping System)를 이용한 방법이 많이 개발되고 있다.

영상으로부터 도로 표지판을 자동으로 검출하는 방법으로서, Yang(비특허문헌 1) 등은 자연 영상에서 교통안전 표지의 존재여부를 자동으로 판별하기 위한 영상개선 방법을 제시하였으며, Khan(비특허문헌 2) 등은 영역분할 및 형상분석을 통한 교통안전 표지의 검출로써 기존 교통안전 표지의 템플릿과 비교하여 교통안전 표지를 자동으로 인식할 수 있는 연구결과를 제시하였다.

그러나 영상만으로부터 도로 표지판을 인식하는 종래의 기술들은 영상의 모든 프레임에 대해 인식처리를 해야 하는 문제가 있다. 즉, 초당 수십 프레임에 달하는 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 것은 상당한 처리시간을 필요로 한다. 또한, 도로 표지판과 유사한 간판 등이 영상에 포함되어 있을 경우, 이러한 영상으로부터 도로 표지판을 정확히 추출하는 것은 많은 어려움이 있다.

따라서 촬영한 영상으로부터 도로 표지판이 포함된 부분을 신속하고 정확하게 추출할 수 있는 새로운 도로 표지판 인식 또는 추출 방법을 개발할 필요가 있다.

비특허문헌 1: Yang, X. (2013), Enhancement for road sign images and its performance evaluation, Optik - International Jounal for Light and Electron Optics, Vol. 124, No. 14, pp. 1957-1960. 비특허문헌 2: Khan, J. F., Bhuiyan, S.M. A., and Adhami, R. R. (2011), Image segmentation and shpae analysis for road-sign detection, IEEE Transaction on Intelligent Transportation Systems, Vol. 12, No. 1, pp. 83-96.

본 발명은 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 종래의 방법들에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 거리측정 장치를 이용하여 도로 표지판을 인식함으로써, 촬영된 영상으로부터 정확하고 신속하게 도로 표지판을 추출할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 양태에 따른 도로 표지판의 추출 방법은 촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법으로서,

(a) 차량을 주행시키면서 촬영장치로 도로를 촬영하여 도로 표지판이 포함된 영상을 획득하는 단계와,

(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 거리측정 장치를 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태에서 수평 방향으로 스캔하여, 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d) 및 차량 전방 물체와 차량 진행 방향과의 편향각(θ)을 측정하는 단계와,

(c) 상기 거리(d) 및 편향각(θ)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,

(d) 상기 거리(d) 및 경사각(α)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,

(e) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와,

(f) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 도로 표지판 추출 방법은 촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법으로서,

(c) GPS를 이용하여 상기 차량의 위치를 실시간으로 수신하여 차량의 위치 좌표(x_c, y_c)를 획득하는 단계와,

(d) 상기 거리(d) 및 편향각(θ)과 상기 GPS로부터 획득된 차량의 위치 좌표(x_c, y_c)를 이용하여, 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,

(e) 상기 거리(d) 및 경사각(α)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,

(f) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와,

(g) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 도로 표지판 추출 방법은 촬영장치와 2개의 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법으로서,

(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 2개의 거리측정 장치를 수평 방향 및 수직 방향으로 각각 스캔하고, 수평 방향 스캔을 통해 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d_A) 및 차량 진행 방향과의 편향각(θ_A)을 각각 측정하고, 수직 방향 스캔을 통해 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d_B) 및 차량 진행 방향과의 편향각(θ_B)을 각각 측정하는 단계와,

(c) 상기 거리(d_A) 및 편향각(θ_A)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,

(d) 상기 거리(d_B) 및 편향각(θ_B)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,

본 발명의 또 다른 양태에 따른 도로 표지판 추출 방법은 촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법으로서,

(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 거리측정 장치를 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태에서 수평 방향으로 스캔하여, 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d)를 측정하는 단계와,

(c) 상기 거리(d)와 상기 거리측정 장치의 스캔 속도(Vs)를 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,

본 발명에 따른 도로 표지판 추출 방법은, 레이저 스캐너와 같은 거리측정 장치로 도로 표지판을 인식하여, 촬영된 도로 영상에 도로 표지판이 포함되어 있는지의 여부를 확인한 후, 해당 영상 프레임에 대해서만 영상 처리를 통해 도로 표지판을 판독한다. 따라서 영상 처리에 걸리는 시간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 더욱 정확하게 영상으로부터 도로표지를 판독해 낼 수 있다.

또한, GPS 정보나 레이저 스캐너의 스캔 속도 등을 이용하여 도로 표지판을 인식함으로써, 도로 영상에 도로 표지판이 포함되었는지 여부를, 더욱 다양하고 정확하게 확인할 수 있다

또한, 2개의 거리측정 장치를 이용하여 도로 표지판을 인식함으로써, 도로를 촬영하는 차량의 속도가 빠른 경우에도, 도로 영상에 도로 표지판이 포함되었는지 여부를 정확하게 확인할 수 있다.

도 1은 일반적인 MMS 차량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에서 거리를 측정하는 방법 및 기본 좌표축을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량 전방 물체에 대해 레이저 스캐닝을 실시하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 차량 전방 물체와 레이저 스캐너에 의한 반사빔 포인트의 관계를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간(t)에 따른 차량과 차량 전방 물체와의 거리(d)와의 관계를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 거리(d₁, d₂)와 편향각(θ₁, θ₂)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 방법을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 스캐너를 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 방법을 나타낸 것이다.
도 8은 설명을 편의를 위하여 도 4를 다시 나타낸 것이다.
도 9는 설명의 편의를 위하여 도 5를 다시 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량이 저속으로 주행하면서 스캔한 경우에 차량 전방 물체에 레이저 빔이 조사되는 형태를 나타낸 것이다.
도 11은 차량이 고속으로 주행하면서 스캔한 경우에 차량 전방 물체에 레이저 빔이 조사되는 형태를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

(제1 실시예)

먼저, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도로 표지판의 추출 방법에 대해 설명한다.

본 발명은 도로에 설치되어 있는 도로 표지판을 영상으로부터 추출하는 방법으로서, 촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 실행된다. 이러한 차량은 도 1에 나타낸 일반적인 MMS 차량과 유사하게 구성할 수 있다. 본 실시예에서는 촬영장치로서는 카메라를, 거리측정 장치로서 레이저 스캐너를 사용하였으나, 다른 촬영 장치나 레이더 등을 이용한 거리측정 장치를 사용할 수도 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에서, 거리측정 장치에 의한 거리측정방법과 기본적인 좌표축을 도 2에 개략적으로 나타내었다. 도 2의 좌표축에서 차량(10)을 기준으로, 좌우의 가로방향이 X 방향이고, 상하의 세로방향이 Z 방향이며, 차량(10)의 진행방향이 Y방향이다.

도로 표지판의 영상을 획득하기 위하여, 차량(10)이 주행하면서 도로를 촬영함과 동시에, 거리측정 장치인 레이저 스캐너(20)가 차량 전방으로 레이저 빔을 조사하고 반사빔을 수신함으로써, 차량 전방에 존재하는 물체(30)의 특정 지점에 대한 거리(d)와 Y 방향에 대한 편향각(θ)을 측정한다.

일반적인 도로 표지판의 설치 높이를 고려할 때, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 차량(10)의 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)만큼 경사진 각도로 레이저 빔을 조사하고 반사빔을 수신하는 것이 바람직하다.

레이저 스캐너(20)는 차량의 진행에 따라 Y 방향으로 진행하면서, 도로 표지판의 좌우방향인 가로방향(X)으로 레이저 빔을 스캔한다. 가로방향(X)으로의 스캔을 위해 레이저 스캐너(20)가 회전하면서 레이저 빔을 발사하는 방식을 사용할 수 있다. 도 3에 레이저 스캐너(20)에 의해 스캐닝이 실행되는 과정을 나타내었다.

이와 같이, 레이저 스캐너(20)가 스캐닝을 실행하고 그 반사빔을 측정하여 차량 전방 물체(30)에 대한 거리(d)와 편향각(θ)을 획득할 수 있다. 편향각(θ)은 반사빔이 측정된 반사빔 포인트(40)가 차량(10)의 진행 방향(좌표에서 Y축)으로부터 벗어난 각도를 의미한다(도 6 참조).

도 4에 차량 전방 물체(30)와 레이저 스캐너(20)에 의한 반사빔 포인트(40)를 나타내었으며, 도 5에 스캐닝의 결과로서 획득되는 시간(t)에 따른 차량(10)과 차량 전방 물체(30)와의 거리(d)를 나타내었다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 차량(10)이 전방의 물체(30)에 대해 레이저 빔을 스캐닝하면, 그 반사빔에 의한 차량(10)과 물체(30)와의 거리(d)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 일정한 시간동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝(step) 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)으로 나타난다.

즉, 차량 전방으로 조사된 레이저 빔이 물체(도로 표지판 추정)(30)로부터 반사되기 시작하면 유효한 거리(d) 값이 측정되고, 레이저 빔이 물체(30)로부터 벗어나면 거리(d)가 무한대로 된다. 차량(10)이 진행함에 따라 물체(30)의 상부에서 하부로 반복해서 스캔이 실행되고, 이에 따라 시간(t)에 따른 거리(d) 그래프는 도 5에서와 같은 다수의 스텝 구간 형태로 나타난다.

레이저 스캐너(20)의 스캔 속도(Vs)는 차량의 속도 등을 고려해서 차량 전방 물체(30)의 가로방향(X)에 대해 충분한 개수의 반사빔 포인트(40)를 얻을 수 있도록 결정되는 것이 바람직하다. 도 4에서의 반사빔 포인트(40)는 설명을 위해 개략적으로 나타내었으며, 실제로는 훨씬 많은 수의 반사빔 포인트(40)가 생성될 수 있다. 또한, 도 5에서의 시간(t) 대 거리(d) 그래프는 실제로는 반사빔 포인트(40) 수에 따라 이산적(discrete)으로 나타날 수 있지만, 용이한 설명을 위해 연속적인 값으로 표시하였다.

도 5에 나타난 스텝 구간의 개수 및 간격은 레이저 빔의 스캔 속도(Vs)와 도로 표지판의 크기(Ps, Pl)에 따라 달라진다. 또한, 각 스텝 구간에서 시간(t)에 따라 거리(d)가 일정 비율로 감소하는 것은, 차량(10)이 전방으로 주행함에 따른 것으로서, 차량(10)의 속도가 높아질수록 감소 비율은 증가한다.

한편, 도 5에서 "a"로 표시한 거리(d)는 반사빔이 수신되지 않는 경우(무한대의 거리)나 도로 표지판 이외의 물체(가로수 등)로부터의 반사빔에 의한 거리(d)를 의미하는 것으로서, 실질적으로 유의미한 값이 아니므로 편의상 직선으로 표시하였다. 또한, 도 4에서 t₁ 및 t₂에서의 반사빔 포인트(40)는, 도 5에서의 스텝 구간 SP₂의 시작점(t₁) 및 종료점(t₂)에 대응한다.

도 5의 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n) 중에서 임의의 한 구간을 선택하고(본 실시예에서는 SP₂를 선택하였으나 이에 한정되는 것은 아님), 선택된 스텝 구간(SP₂)의 시작점(t₁) 및 종료점(t₂)에서의 거리(d₁, d₂)와 편향각(θ₁, θ₂)을 이용하여 차량 전방 물체(30)의 가로크기(Ps)를 계산할 수 있다. 편향각(θ₁, θ₂)은 차량(10)의 진행 방향을 기준으로 하여, 스캐너(20)로 수신되는 반사빔의 각도를 측정하여 얻을 수 있다.

도 6에 거리(d₁, d₂)와 편향각(θ₁, θ₂)을 이용하여 차량 전방 물체(30)의 가로크기(Ps)를 계산하는 방법을 도식적으로 나타내었다. 도 6에서 점선은 차량(10)의 진행 방향을 나타내고, 실선은 차량(10)과 차량 전방 물체(30)의 반사빔 포인트(40) 사이의 거리를 나타낸다.

도 6에서, 선택된 스텝 구간(SP₂)의 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁)와 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)는 다음 식 (1) 및 (2)로부터 구할 수 있다.

x₁= d₁ sinθ₁ , y₁ = d₁ cosθ₁..........(1)

x₂= d₂ sinθ₂, y₂ = d₂ cosαθ₂..........(2)

이와 같이 구한 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁)와 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)로부터 다음 식 (3)으로부터 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구할 수 있다.

..........(3)

한편, 차량 전방 물체(30)의 세로크기(Pl)는 상기 편향각(θ) 대신에 경사각(α)을 이용하여 구할 수 있다. 도 7에 스캐너(20)를 이용하여 세로크기(Pl)를 구하는 방법을 도식적으로 나타내었다. 또한, 설명을 위하여 도 4 및 도 5와 동일한 도면을 도 8 및 도 9로서 다시 도시하였다.

도 7에 나타낸 바와 같이 차량(10)이 전방으로 직진 주행함에 따라, 차량 전방 물체(30)와의 거리(d)는 도 9와 같이 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)으로 나타난다. 이러한 스텝 구간 중에서 최초의 스텝 구간(SP₁)의 시작점(t₁₁)에서의 거리(d₁₁) 및 최후의 스텝 구간(SP_n)의 시작점(t_n1)에서의 거리(d_n1)와, 레이저 빔이 조사되는 경사각(α)을 이용하여, 차량 전방 물체(30)의 세로크기(Pl)를 구할 수 있다.

도 8에서 최초의 스텝 구간(SP₁)의 시작점(t₁₁)에 대응하는 반사빔 포인트(40)와, 최후의 스텝 구간(SP_n)의 시작점(t_n1)에 대응하는 반사빔 포인트(40)를, t₁₁ 및 t_n1으로 표시하였다.

도 7로부터 명백히 알 수 있듯이, 시작점 t₁₁에서의 거리 d₁₁과 시작점 t_n1에서의 거리 d_n1과, 경사각(α)으로부터, 다음 식 (4)를 이용하여 차량 전방 물체(30)의 세로크기(Pl)를 구할 수 있다.

Pl = (d₁₁ sinα) - (d_n1 sinα) ..........(4)

상기 설명한 바와 같이, 차량 전방 물체(30)의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)가 구해지면, 이를 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기와 각각 비교하여, 차량 전방 물체(30)가 도로 표지판인지의 여부를 판정할 수 있다.

통상, 도로 표지판의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)는 규격에 따라 미리 정해지므로, 도로 표지판의 가로크기의 최솟값(Ps_min) 및 최댓값(Ps_max)과 세로크기의 최솟값(Pl_min) 및 최댓값(Pl_max)은 미리 알 수 있다. 따라서 차량 전방 물체(30)의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Ps)가 미리 정해진 도로 표지판의 규격을 만족하면, 이 물체(30)가 도로 표지판인 것으로 추정할 수 있다.

즉, 가로크기(Ps)의 경우, 다음 식 (5)의 조건을 만족하면 도로 표지판인 것으로 추정될 수 있다.

Ps_min < Ps < Ps_max ..........(5)

또한, 세로크기(Pl)의 경우, 다음 식 (6)의 조건을 만족하면 도로 표지판인 것으로 추정할 수 있다.

Pl_min < Pl < Pl_max ..........(6)

이와 같이 차량 전방 물체(30)가 도로 표지판이라고 판정되면, 판정 시점에 촬영된 영상에 도로 표지판이 포함되어 있는 것으로 간주하고, 그 영상으로부터 도로 표지판을 추출한다.

영상으로부터 도로 표지판을 추출하기 위해서는 공지된 여러 가지 영상처리 기법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 Yang 등의 영상개선 방법이나 Khan 등의 영역분할 및 형상분석 방법 등을 이용할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 제1 실시예에서는, 도로 표지판이 포함되어 있는 영상 프레임을 먼저 판정한 후, 그 영상 프레임에 대해서만 도로 표지판을 추출하므로, 도로 촬영 영상으로부터 신속하게 도로 표지판을 추출할 수 있다.

(제2 실시예)

다음으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에 대해 설명한다.

제2 실시예는 차량 전방 물체(10)의 가로크기(Ps)를 구하는 방법에 있어서 제1 실시예와 차이가 있으며, 나머지 방법은 제1 실시예와 마찬가지이다.

제2 실시예에서는 차량(10)에 GPS(Global Positioning System)를 장착하고, 이를 이용하여 차량(10)의 위치를 실시간으로 수신하여 차량의 위치 좌표(x_c, y_c)를 획득한다.

먼저, 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 방법에 대해 설명한다.

도 4 및 도 5에 나타낸 제1 실시예와 같이, 시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간(일례로서 SP₂) 선택한다.

상기 선택된 스텝 구간(SP₂)의 시작점(t₁)에서의 거리(d₁) 및 편향각(θ₁)과, 이 시점에 GPS로부터 획득된 차량의 위치 좌표(x_c1, y_c1)로부터, 시작점(t₁)에서의 위치 좌표(x₁, y₁)를 구한다. 또한, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)의 종료점(t₂)에서의 거리(d₂) 및 편향각(θ₂)과, 이 시점에 GPS로부터 획득된 차량의 위치 좌표(x_c2, y_c2)로부터, 상기 종료점(t₂)에서의 위치 좌표(x₂, y₂)를 구한다. 도 6에 t₁ 및 t₂ 시점에서의 차량의 위치 좌표 (x_c1, y_c1) 및 (x_c2, y_c2)를 표시하였다.

이와 같이 구해진 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)로부터, 제1 실시예와 마찬가지로 상기한 식 (3)을 이용하여, 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 계산할 수 있다.

통상적으로 MMS 차량에는 GPS가 장착된 경우가 많으며, 이러한 경우에 본 발명의 제2 실시예는 매우 유용하다. 만일 GPS로부터 수신되는 위치정보의 정확도가 낮아서 도로 표지판의 정확한 좌표를 구하기가 곤란하다면, 관성항법 장치(inertial navigation system) 등을 추가로 장착하여 더욱 정확한 위치정보를 수신하도록 할 수 있다.

(제3 실시예)

다음으로 본 발명의 제3 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에 대해 설명한다.

제3 실시예는 차량 전방 물체(10)의 세로크기(Pl)를 구하는 방법에 있어서 제1 실시예와 차이가 있으며, 나머지 방법은 제1 실시예와 마찬가지이다.

제3 실시예에서는 거리측정 장치를 2개를 사용한다. 즉, 제1 실시예에서 수평 방향으로 스캔하는 레이저 스캐너(20)에 더하여, 수직 방향으로 스캔하는 레이저 스캐너(도시하지 않음)를 사용하여, 세로크기(Pl)도 가로크기(Ps)와 유사한 방식으로 구한다. 따라서 제3 실시예에서는 레이저 스캐너(20)가 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태로 레이저 빔을 조사할 필요는 없다.

구체적으로, 수평 방향 스캐너로써, 차량 전방 물체(30)와 차량 사이의 거리(d_A) 및 차량 진행 방향과의 편향각(θ_A)을 측정하고, 수직 방향 스캐너로써, 차량 전방 물체(30)와 차량 사이의 거리(d_B) 및 차량 진행 방향과의 편향각(θ_B)을 측정한다.

측정된 거리(d_A) 및 편향각(θ_A)을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 차량 전방 물체(30)의 가로크기(Ps)를 계산한다.

또한, 측정된 거리(d_B) 및 편향각(θ_B)을 이용하여 차량 전방 물체(10)의 세로크기(Pl)를 계산한다. 이러한 세로크기(Pl)를 구하는 방법은, XZ 평면 상에서 스캔되고 계산된다는 점에서, XY 평면 상에서 스캔되고 계산되는 가로크기(Ps)를 구하는 방법과 차이가 있다. 즉, 차량 전방 물체(10)의 가로 및 세로에 대한 좌표축의 차이만 있을 뿐, 제3 실시예에서 가로크기(Ps)를 구하는 방법과 세로크기(Pl)을 구하는 방법은 실질적으로 동일하다.

구체적으로, 차량 전방 물체(30)의 가로크기(Ps)는 다음과 같이 구할 수 있다.

먼저, 시간(t)에 따른 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하고, 선택된 스텝 구간(SP₂)이 시작되는 시작점(t₁)에서의 거리(d_A1) 및 편향각(θ_A1)으로부터, 다음 식 (1A)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)의 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁)를 구한다.

또한, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)이 종료되는 종료점(t₂)에서의 거리(d_A2) 및 편향각(θ_A2)으로부터, 다음 식 (2A)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)의 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)를 구한다.

이러한 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)로부터 다음 식 (3A)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구할 수 있다.

x₁= d_A1 sinθ_A1 , y₁ = d_A1 cosθ_A1..........(1A)

x₂= d_A2 sinθ_A2, y₂ = d_A2 cosθ_A2..........(2A)

........(3A)

한편, 차량 전방 물체(30)의 세로크기(Pl)도 상기한 가로크기(Ps)와 유사한 방식으로 구할 수 있다.

먼저, 시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하고, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)이 시작되는 시작점(t₁)에서의 거리(d_B1) 및 편향각(θ_B1)으로부터, 다음 식 (1B)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)의 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, z₁)를 구한다.

또한, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)이 종료되는 종료점(t₂)에서의 거리(d_B2) 및 편향각(θ_B2)으로부터, 다음 식 (2B)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)의 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, z₂)를 구한다.

이러한 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, z₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, z₂)로부터 다음 식 (3B)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구할 수 있다.

x₁= d_B1 sinθ_B1 , z₁ = d_B1 cosθ_B1..........(1B)

x₂= d_B2 sinθ_B2, z₂ = d_B2 cosθ_B2..........(2B)

........(3B)

하나의 레이저 스캐너(20)만을 사용할 경우에는, 도로 표지판의 세로 방향으로는 충분한 반사빔 포인트(40)를 획득하기 곤란한 경우가 많다. 이하에서 이에 대해 간략히 설명한다.

도 10은 차량(10)이 저속으로 주행하면서 스캔한 경우에 차량 전방 물체(30)에 레이저 빔이 조사되는 형태를 나타낸 것이고, 도 11은 차량(10)이 고속으로 주행하면서 스캔한 경우에 차량 전방 물체(30)에 레이저 빔이 조사되는 형태를 나타낸 것이다.

도 10 및 11로부터 알 수 있듯이, 차량(10)이 저속인 경우에는 물체(30)에 충분한 반사빔 포인트(40)가 형성되므로, 제1 실시예에서와 같이 하나의 스캐너를 사용하더라도 정확한 세로크기(Pl)를 구할 수 있다.

그러나 차량(10)이 고속 주행하는 경우에는, 물체(30)의 상부 및 하부 가장자리 부분에 반사빔 포인트(40)가 형성되지 않을 수도 있으므로, 제1 실시예에서와 같이 하나의 스캐너를 사용해서는 정확한 세로크기(Pl)를 구할 수가 없다. 즉, 도 11에서와 같이 반사빔 포인트가 형성되도록 스캔한 경우에는, 실제 세로크기(Pl)와는 달리, Px가 세로크기로 인식되어 상당한 오차가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 제3 실시예와 같이, 2대의 레이저 스캐너(20)를 사용하여, 1대는 수평 방향으로 스캔하여 가로크기(Ps)를 구하고, 다른 1대는 수직 방향으로 스캔하여 세로크기(Pl)를 구한다면, 차량(10)의 주행 속도는 빠른 경우에도 정확하게 전방 물체(30)의 크기를 구할 수 있고, 이로부터 도로 표지판을 정확히 추출할 수 있다.

(제4 실시예)

다음으로 본 발명의 제4 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에 대해 설명한다.

제4 실시예서는 상기한 편향각(θ)을 사용하지 않고, 레이저 스캐너(20)의 스캔 속도(Vs)를 이용하여 차량 전방 물체(10)의 가로크기(Ps)를 구한다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다. 레이저 스캐너(20)의 스캔 속도(Vs)는 시간당 스캔되는 거리를 의미한다.

도 5에 나타낸 제1 실시예와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가로크기(Ps)를 구하는 방법에서도, 시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간(예를 들어 SP₂)을 선택한다.

이어서, 제1 실시예에서 편향각(θ)을 사용하는 것과는 달리, 본 실시예에서는 상기 선택된 스텝 구간(SP₂)이 시작되는 시작점(t₁)에서의 시간 t₁과, 상기 선택된 스텝 구간이 종료되는 종료점(t₂)에서의 시간 t₂와, 상기 스캔 속도(Vs)로부터, 다음 식 (7)을 이용하여 차량 전방 물체(10)의 가로크기(Ps)를 구할 수 있다.

Ps = Vs x (t₂ - t₁) ..........(7)

상기한 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에 의하면, 거리측정 장치로부터 획득된 거리 정보를 이용하여, 촬영된 도로 영상에 도로 표지판이 존재하는지의 여부를 판별할 수 있다. 이때, 다수의 영상 프레임에서 동일한 도로 표지판을 인식할 수 있으므로, 도로 표지판이 포함되어 있다고 판정된 다수의 영상 프레임 중에서 속성 인식에 유리한 영상 프레임을 선택하고, 그 영상에 대해서 다양한 영상 추출 기법을 적용한다면, 더욱 정확하게 영상으로부터 도로 표지판을 추출할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법을 서로 조합하여 사용한다면, 도로 표지판의 인식 오차를 현저히 줄일 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 도로 표지판 추출 방법에 의하면, 육교나 교량에 부착된 도로 표지판의 경우, 가로크기가 상기한 식 (5)를 만족하지 못하므로 도로 표지판을 제대로 인식할 수 없다. 이 경우에는, 추가적인 레이저 반사빔 분석 과정을 통해서 육교나 교량을 인식함으로써, 도로 표지판을 정확하게 인식하게 할 수 있다.

본 발명은 도로에서 촬영된 도로 영상 내에서 도로 표지판을 추출하기 위해서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 실시간으로 도로 표지판을 인식하기 위해 사용될 수도 있으며, 그 외의 물체 인식 방법에도 다양하게 응용될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.

10: 차량
20: 레이저 스캐너
30: 차량 전방 물체
40: 반사빔 포인트

Claims

촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법에 있어서,
(a) 차량을 주행시키면서 촬영장치로 도로를 촬영하여 도로 표지판이 포함된 영상을 획득하는 단계와,
(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 거리측정 장치를 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태에서 수평 방향으로 스캔하여, 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d) 및 차량 전방 물체와 차량 진행 방향과의 편향각(θ)를 측정하는 단계와,
(c) 상기 거리(d) 및 편향각(θ)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,
(d) 상기 거리(d) 및 경사각(α)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,
(e) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와,
(f) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 (c) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝(step) 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 시작되는 시작점(t₁)에서의 거리(d₁) 및 편향각(θ₁)으로부터, 다음 식 (1)을 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간의 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁)를 구하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 종료되는 종료점(t₂)에서의 거리(d₂) 및 편향각(θ₂)으로부터, 다음 식 (2)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간의 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)를 구하는 단계와,
상기 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)로부터 다음 식 (3)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
x₁= d₁ sinθ₁ , y₁ = d₁ cosθ₁...... (1)
x₂= d₂ sinθ₂, y₂ = d₂ cosθ₂...... (2)

...... (3)
청구항 1에 있어서,
상기 (d) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝(step) 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하는 단계와,
상기 스텝 구간 중에서, 최초의 스텝 구간(SP₁)의 시작점(t₁₁)에서의 거리(d₁₁) 및 최후의 스텝 구간(SP_n)의 시작점(t_n1)에서의 거리(d_n1)와, 상기 경사각(α)으로부터, 다음 식 (4)를 이용하여, 상기 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
Pl = (d₁₁ sinα) - (d_n1 sinα) ...... (4)
청구항 1에 있어서,
상기 (e) 단계에서는
상기 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기의 최솟값과 최댓값을 각각 Ps_min 및 Ps_max라 할 때, 상기 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)가 다음 식 (5)를 만족하고,
상기 미리 정해진 도로 표지판의 세로크기의 최솟값과 최댓값을 각각 Pl_min 및 Pl_max라 할 때, 상기 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)가 다음 식 (6)을 만족하는 경우에,
상기 차량 전방 물체를 도로 표지판으로 판정하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
Ps_min < Ps < Ps_max ...... (5)
Pl_min < Pl < Pl_max ...... (6)
촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법에 있어서,
(a) 차량을 주행시키면서 촬영장치로 도로를 촬영하여 도로 표지판이 포함된 영상을 획득하는 단계와,
(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 거리측정 장치를 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태에서 수평 방향으로 스캔하여, 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d) 및 차량 전방 물체와 차량 진행 방향과의 편향각(θ)를 측정하는 단계와,
(c) GPS를 이용하여 상기 차량의 위치를 실시간으로 수신하여 차량의 위치 좌표(x_c, y_c)를 획득하는 단계와,
(d) 상기 거리(d) 및 편향각(θ)과 상기 GPS로부터 획득된 차량의 위치 좌표(x_c, y_c)를 이용하여, 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,
(e) 상기 거리(d) 및 경사각(α)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,
(f) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와,
(g) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 (d) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝(step) 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간의 시작점(t₁)에서의 거리(d₁) 및 편향각(θ₁)과, 이 시점에 상기 GPS로부터 획득된 차량의 위치 좌표(x_c1, y_c1)로부터, 상기 시작점(t₁)에서의 위치 좌표(x₁, y₁)를 구하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간의 종료점(t₂)에서의 거리(d₂) 및 편향각(θ₂)과, 이 시점에 GPS로부터 획득된 차량의 위치 좌표(x_c2, y_c2)로부터, 상기 종료점(t₂)에서의 위치 좌표(x₂, y₂)를 구하는 단계와,
상기 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)로부터 다음 식 (3)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.

...... (3)
청구항 5에 있어서,
상기 (e) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하는 단계와,
상기 스텝 구간 중에서, 최초의 스텝 구간(SP₁)의 시작점(t₁₁)에서의 거리(d₁₁) 및 최후의 스텝 구간(SP_n)의 시작점(t_n1)에서의 거리(d_n1)와, 상기 경사각(α)으로부터, 다음 식 (4)를 이용하여, 상기 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
Pl = (d₁₁ sinα) - (d_n1 sinα) ...... (4)
청구항 5에 있어서,
상기 (f) 단계에서는
상기 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기의 최솟값과 최댓값을 각각 Ps_min 및 Ps_max라 할 때, 상기 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)가 다음 식 (5)를 만족하고,
상기 미리 정해진 도로 표지판의 세로크기의 최솟값과 최댓값을 각각 Pl_min 및 Pl_max라 할 때, 상기 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)가 다음 식 (6)을 만족하는 경우에,
상기 차량 전방 물체를 도로 표지판으로 판정하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
Ps_min < Ps < Ps_max ...... (5)
Pl_min < Pl < Pl_max ...... (6)
촬영장치와 2개의 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법에 있어서,
(a) 차량을 주행시키면서 촬영장치로 도로를 촬영하여 도로 표지판이 포함된 영상을 획득하는 단계와,
(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 2개의 거리측정 장치를 수평 방향 및 수직 방향으로 각각 스캔하고, 수평 방향 스캔을 통해 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d_A) 및 차량 진행 방향과의 편향각(θ_A)을 각각 측정하고, 수직 방향 스캔을 통해 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d_B) 및 차량 진행 방향과의 편향각(θ_B)을 각각 측정하는 단계와,
(c) 상기 거리(d_A) 및 편향각(θ_A)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,
(d) 상기 거리(d_B) 및 편향각(θ_B)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,
(e) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와,
(f) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 (c) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d_A)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 시작되는 시작점(t₁)에서의 거리(d_A1) 및 편향각(θ_A1)으로부터, 다음 식 (1A)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간의 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁)를 구하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 종료되는 종료점(t₂)에서의 거리(d_A2) 및 편향각(θ_A2)으로부터, 다음 식 (2A)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간의 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)를 구하는 단계와,
상기 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, y₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, y₂)로부터 다음 식 (3A)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계를 포함하고,
x₁= d_A1sinθ_A1 , y₁= d_A1cosθ_A1...... (1A)
x₂= d_A2sinθ_A2, y₂= d_A2cosθ_A2...... (2A)

...... (3A)
상기 (d) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d_B)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 시작되는 시작점(t₁)에서의 거리(d_B1) 및 편향각(θ_B1)으로부터, 다음 식 (1B)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간의 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, z₁)를 구하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 종료되는 종료점(t₂)에서의 거리(d_B2) 및 편향각(θ_B2)으로부터, 다음 식 (2B)를 이용하여, 상기 선택된 스텝 구간의 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, z₂)를 구하는 단계와,
상기 시작점(t₁)에서의 좌표(x₁, z₁) 및 종료점(t₂)에서의 좌표(x₂, z₂)로부터 다음 식 (3B)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
x₁= d_B1sinθ_B1 , z₁= d_B1cosθ_B1...... (1B)
x₂= d_B2sinθ_B2, z₂= d_B2cosθ_B2...... (2B)

...... (3B)
청구항 9에 있어서,
상기 (e) 단계에서는
상기 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기의 최솟값과 최댓값을 각각 Ps_min 및 Ps_max라 할 때, 상기 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)가 다음 식 (5)를 만족하고,
상기 미리 정해진 도로 표지판의 세로크기의 최솟값과 최댓값을 각각 Pl_min 및 Pl_max라 할 때, 상기 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)가 다음 식 (6)을 만족하는 경우에,
상기 차량 전방 물체를 도로 표지판으로 판정하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
Ps_min < Ps < Ps_max ...... (5)
Pl_min < Pl < Pl_max ...... (6)
촬영장치와 거리측정 장치가 장착된 차량을 이용하여 도로 표지판을 추출하는 방법에 있어서,
(a) 차량을 주행시키면서 촬영장치로 도로를 촬영하여 도로 표지판이 포함된 영상을 획득하는 단계와,
(b) 상기 도로 촬영과 동시에, 상기 거리측정 장치를 차량 진행방향에 대해 연직상방으로 일정한 경사각(α)으로 경사진 상태에서 수평 방향으로 스캔하여, 차량 전방 물체와 차량 사이의 거리(d)를 측정하는 단계와,
(c) 상기 거리(d)와 상기 거리측정 장치의 스캔 속도(Vs)를 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계와,
(d) 상기 거리(d) 및 경사각(α)을 이용하여 차량 전방 물체의 세로크기(Pl)를 구하는 단계와,
(e) 상기 구해진 차량 전방 물체의 가로크기(Ps) 및 세로크기(Pl)와, 미리 정해진 도로 표지판의 가로크기 및 세로크기를 각각 비교하여, 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판인지 여부를 판정하는 단계와,
(f) 상기 차량 전방 물체가 도로 표지판이라고 판정된 경우에, 판정 시점에 촬영된 영상으로부터 도로 표지판을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 (c) 단계에서는
시간(t)에 따른 상기 거리(d)의 값이 일정한 시간 동안 선형적으로 감소하는 다수의 스텝 구간(SP₁, SP₂, ..., SP_n)을 검색하고, 상기 스텝 구간 중 어느 한 구간을 선택하는 단계와,
상기 선택된 스텝 구간이 시작되는 시작점(t₁)에서의 시간(t₁)와, 상기 선택된 스텝 구간이 종료되는 종료점(t₂)에서의 시간(t₂)와, 상기 스캔 속도(Vs)로부터, 다음 식 (7)을 이용하여 차량 전방 물체의 가로크기(Ps)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.
Ps = Vs x (t₂ - t₁) ...... (7)
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 거리측정 장치는 레이저 스캐너이고,
상기 차량이 진행함과 동시에 상기 레이저 스캐너를 회전시켜, 레이저 빔이 상기 차량 전방 물체를 스캔하는 것을 특징으로 하는 도로 표지판의 추출 방법.