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KR101448506B1 - Measurement Method and Apparatus for Measuring Curvature of Lane Using Behavior of Preceding Vehicle - Google Patents

Measurement Method and Apparatus for Measuring Curvature of Lane Using Behavior of Preceding Vehicle Download PDF

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Publication number
KR101448506B1
KR101448506B1 KR1020120145381A KR20120145381A KR101448506B1 KR 101448506 B1 KR101448506 B1 KR 101448506B1 KR 1020120145381 A KR1020120145381 A KR 1020120145381A KR 20120145381 A KR20120145381 A KR 20120145381A KR 101448506 B1 KR101448506 B1 KR 101448506B1
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KR
South Korea
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preceding vehicle
curvature
radius
calculating
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020120145381A
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Korean (ko)
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KR20140076866A (en
Inventor
최태림
신승환
배상진
김현우
Original Assignee
현대오트론 주식회사
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Publication date
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Abstract

선행차량의 거동을 이용한 주행 차로의 곡률반경 측정 방법 및 기구를 개시한다.
이미징 디바이스로부터 수신하는 영상 데이터에서 적어도 하나의 선행차량을 검출하는 객체추출부; 상기 객체추출부에서 검출된 상기 적어도 하나의 선행차량의 동특성 정보를 추출하는 특징추출부; 및 상기 특징추출부에서 추출된 동특성 정보에 근거하여 주행차로의 곡률반경을 계산하는 곡률반경계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치를 제공한다.
A method and a device for measuring the radius of curvature of a running lane using the behavior of the preceding vehicle are disclosed.
An object extraction unit for detecting at least one preceding vehicle in the image data received from the imaging device; A feature extraction unit for extracting dynamic characteristic information of the at least one preceding vehicle detected by the object extraction unit; And a curvature radius calculation unit calculating a curvature radius of the driving lane based on the dynamic characteristic information extracted by the feature extraction unit.

Description

선행차량의 거동을 이용한 주행 차로의 곡률 측정 방법 및 장치{Measurement Method and Apparatus for Measuring Curvature of Lane Using Behavior of Preceding Vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for measuring a curvature of a traveling lane using a behavior of a preceding vehicle,

본 실시예는 선행차량의 거동을 이용한 주행 차로의 곡률반경 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 비전카메라가 장착된 차량이 수집한 선행차량의 영상을 이용하여 차로의 곡률을 계산하는 주행 차로의 곡률 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present embodiment relates to a method and an apparatus for measuring the radius of curvature of a running lane using the behavior of the preceding vehicle. More particularly, the present invention relates to a method and an apparatus for measuring a curvature of a running lane that calculates a curvature of a lane using an image of a preceding vehicle collected by a vehicle equipped with a vision camera.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

일반적으로 무인 자동차는 주행환경을 인식하고 자동 주행 기능을 수행하기 위한 시스템을 구비한다. 이 중 특히 주목해야 하는 주행환경은 사고가 빈번하게 발생하는 곡선 구간이다. 이것이 차로 유지 보조 시스템(LKAS: Lane Keeping Assist System) 이나 적응형 순항 제어 장치(ACC: Adaptive Cruise Control) 등의 기술을 구현하기 위해서 자차량의 곡률반경을 곡선구간에 진입하기 전에 예측하는 것이 중요한 이유이다.Generally, an unmanned vehicle has a system for recognizing the driving environment and performing an automatic driving function. Of these, the driving environment that should be noted is the curve section where accidents occur frequently. This is why it is important to predict the radius of curvature of the vehicle before entering the curve to implement the techniques such as Lane Keeping Assist System (LKAS) or Adaptive Cruise Control (ACC) to be.

종래 기술에 따르면 자차량의 비전카메라로 주행 차선을 인식하여 차로의 곡률을 예측하였으나 차선이 없거나 차선을 인식하기 어려운 환경(선행차량에 의해 차로가 가려지는 경우 등)에서 적용할 수 없는 문제가 있다.According to the prior art, there is a problem in which the curvature of the lane is recognized by recognizing the lane by the vision camera of the vehicle, but it is not applicable in an environment where there is no lane or in which it is difficult to recognize the lane (when the lane is blocked by the preceding vehicle) .

따라서 차선 이외의 주변 환경을 이용하여 차로의 곡률을 예측하는 기술에 대한 요구가 있다.Therefore, there is a demand for a technique of predicting the curvature of a lane by using the surrounding environment other than the lane.

본 실시예는, 차선이 없거나 차선을 인식하기 어려운 환경에서 주행 차로를 인식하여 곡률을 예측하기 어려운 문제를 해결함으로써 선행차량의 거동을 이용한 주행 차로의 곡률반경 측정 방법 및 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.The main object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring the radius of curvature of a running lane using the behavior of the preceding vehicle by solving the problem that it is difficult to predict the curvature by recognizing the running lane in an environment in which there is no lane or in which it is difficult to recognize the lane .

본 실시예의 일 측면에 의하면, 이미징 디바이스로부터 수신하는 영상 데이터에서 적어도 하나의 선행차량을 검출하는 객체추출부; 상기 객체추출부에서 검출된 상기 적어도 하나의 선행차량의 동특성 정보를 추출하는 특징추출부; 및 상기 특징추출부에서 추출된 동특성 정보에 근거하여 주행차로의 곡률반경을 계산하는 곡률반경계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, there is provided an image processing apparatus including: an object extraction unit that detects at least one preceding vehicle from image data received from an imaging device; A feature extraction unit for extracting dynamic characteristic information of the at least one preceding vehicle detected by the object extraction unit; And a curvature radius calculation unit calculating a curvature radius of the driving lane based on the dynamic characteristic information extracted by the feature extraction unit.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 선행차량의 영상정보를 이용하여 주행차로의 곡률반경을 산출하는 방법에 있어서, 상기 선행차량과 관련하여 상기 영상정보를 수집하는 과정; 상기 영상정보에서 상기 선행차량의 에지(Edge)를 검출하여 상기 선행차량의 에지 영상을 추출하는 과정; 상기 선행차량의 에지 영상을 기반으로 상기 선행차량의 조향각을 계산하는 과정; 및 상기 조향각을 기반으로 주행차로의 상기 반경을 계산하여 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a radius of curvature of a driving lane using image information of a preceding vehicle, comprising the steps of: collecting the image information with respect to the preceding vehicle; Detecting an edge of the preceding vehicle in the image information and extracting an edge image of the preceding vehicle; Calculating a steering angle of the preceding vehicle based on an edge image of the preceding vehicle; And calculating the radius of the driving lane based on the steering angle, and outputting the calculation result.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 선행차량의 영상정보를 이용하여 주행차로의 곡률반경을 산출하는 방법에 있어서, 상기 선행차량과 관련하여 상기 영상정보를 수집하는 과정; 상기 영상정보에서 상기 선행차량의 에지(Edge)를 검출하여 상기 선행차량의 에지 영상을 추출하는 과정; 상기 선행차량의 에지 영상을 기반으로 상기 선행차량과의 직선거리 및 방위각을 계산하는 과정; 상기 직선거리 및 방위각을 기반으로 상기 선행차량의 위치를 계산하는 과정; 및 상기 선행차량의 위치를 기반으로 주로 반경을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a radius of curvature of a driving lane using image information of a preceding vehicle, comprising the steps of: collecting the image information with respect to the preceding vehicle; Detecting an edge of the preceding vehicle in the image information and extracting an edge image of the preceding vehicle; Calculating a straight line distance and an azimuth angle with respect to the preceding vehicle based on an edge image of the preceding vehicle; Calculating a position of the preceding vehicle based on the straight line distance and the azimuth angle; And calculating a radius mainly based on the position of the preceding vehicle.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 선행차량의 거동을 분석함으로써 차선이 없는 도로에서도 주행 차로의 곡률반경을 계산할 수 있으며 이를 통해 안전한 주행, 사고의 예방 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, by analyzing the behavior of the preceding vehicle, it is possible to calculate the radius of curvature of the running lane even on a road without a lane, thereby providing safe driving and accident prevention effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전카메라를 포함한 곡률반경 계산장치가 장착된 자동차의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률반경 계산장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각계산부의 선행차량의 차폭거리를 기반으로 조향각을 계산하는 방법 및 주로 반경계산부의 곡률을 계산하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각계산부의 선행차량의 뒷바퀴 입력 영상을 기반으로 조향각을 계산하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직선거리 및 방위각 추출부, 선행차량 위치계산부 및 주로 반경계산부에서 선행차량과 자차량의 직선거리 및 방위각을 기반으로 주로 반경을 계산하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 직선거리 및 방위각 추출부의 직선거리 및 방위각을 추출하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률반경 계산장치의 곡률반경 계산 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a side view of a vehicle equipped with a curvature radius calculation device including a vision camera according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a curvature radius calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of calculating a steering angle based on a vehicle-width distance of a preceding vehicle in a steering angle calculating unit according to an embodiment of the present invention, and a method of calculating a curvature of a radius calculating unit.
4 is a diagram illustrating a method of calculating a steering angle based on a rear wheel input image of a preceding vehicle in a steering angle calculating unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of calculating a radius mainly based on a straight line distance and an azimuth of a preceding vehicle and a subject vehicle in a straight line distance and azimuth extracting unit, a leading vehicle position calculating unit, and a mainly radius calculating unit according to an embodiment of the present invention Fig.
6 is a diagram illustrating a method of extracting straight line distances and azimuth angles of the straight line distance and azimuth extracting unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of calculating a radius of curvature of a curvature radius calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전카메라를 포함한 곡률반경 계산장치가 장착된 자동차의 측면도이다.1 is a side view of a vehicle equipped with a curvature radius calculation device including a vision camera according to an embodiment of the present invention.

곡률반경 계산장치(미도시)는 자차량(120)에 부착된 비전카메라(110)를 통해 선행차량(130)의 영상을 입력받고 선행차량(130)의 거동을 기반으로 도로의 곡률반경을 산출한다.The curvature radius calculation device receives an image of the preceding vehicle 130 through a vision camera 110 attached to the vehicle 120 and calculates a radius of curvature of the road based on the behavior of the preceding vehicle 130 do.

비전카메라(110)는 전방의 영상을 전기적인 신호로 변환하는 것뿐만 아니라 초음파, 적외선, 자외선 반사신호 등 전방의 반사신호를 수신하여 전기 신호로 변환할 수 있는 영상화 장치를 포함하는 개념이다. 비전카메라(110)는 자차량(120)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있으며 룸미러에 설치될 수도 있다. 곡률반경 계산장치는 자차량(120)에 설치되는 것이 일반적이겠으나 영상을 수신하여 곡률을 산출하는 기능을 수행하는 위치에 특별한 제한이 없으므로 원격으로 영상정보를 수신하여 곡률을 차량에 제공하는 형태로 구현될 수 있다.The vision camera 110 is a concept that includes an imaging device that can convert a forward image into an electrical signal, as well as receive a forward reflected signal such as an ultrasound wave, an infrared ray, an ultraviolet reflection signal, and the like, The vision camera 110 may be mounted inside or outside the child vehicle 120 and may be installed in a room mirror. Since the curvature radius calculation device is installed in the child vehicle 120, there is no particular restriction on the position where the curvature is calculated by receiving the image, so that the curvature is provided to the vehicle by receiving the image information remotely .

본 명세서에서 설명하는 곡률반경 계산장치의 실시예는 선행차량의 거동을 기반으로 도로의 곡률을 산출하는 점이 공통되나 영상에서 선행차량의 거동을 계량화하는 수치에 따라 곡률반경 계산장치의 동작이 상이하다. 본 명세서에서 설명하는 거동과 관련한 변수는 영상에 나타나는 선행차량의 폭 방향의 길이 변화, 타이어 모양의 변화, 선행차량과의 직선거리 및 방위각이다. 각각의 변수를 이용하여 산출된 회전 반경은 독립적으로 산출된다. 본 실시예에서는 변수별로 산출된 회전 반경의 평균치로 회전 반경을 산출하는 방법 및 장치를 설명할 것이나 각각의 변수별로 독립된 실시예로서 구현될 수 있다.The embodiment of the curvature radius calculation apparatus described in this specification is different in that the curvature of the road is calculated based on the behavior of the preceding vehicle but the operation of the curvature radius calculation apparatus differs according to the numerical value for quantifying the behavior of the preceding vehicle in the image . Variables related to the behavior described in the present specification are a change in the width direction of the preceding vehicle, a change in the shape of the tire, a straight line distance from the preceding vehicle, and an azimuth angle. The turning radius calculated using each variable is calculated independently. In the present embodiment, a method and an apparatus for calculating the turning radius based on the average value of the turning radius calculated for each variable will be described, but may be implemented as independent embodiments for each variable.

본 명세서에서 사용하는 "선행차량의 조향"이란 자차량의 진행방향을 기준으로 선행차량의 진행방향이 선회를 이루는 상태를 의미하며 "조향각"은 자차량의 진행방향과 선행차량의 진행방향이 이루는 각을 의미한다. "방위각"이란 자차량의 진행방향을 기준으로 선행차량이 입력영상에 나타난 각을 의미한다. "직선거리"란 자차량과 선행차량 간의 직선거리를 의미한다.The term " steering of the preceding vehicle " used herein means a state in which the traveling direction of the preceding vehicle turns on the basis of the traveling direction of the vehicle, and "steering angle" Respectively. The term "azimuth angle" refers to the angle at which the preceding vehicle appears on the input image based on the traveling direction of the subject vehicle. "Straight distance" means a straight line distance between the host vehicle and the preceding vehicle.

곡률반경 계산장치는 비전카메라(110)로부터 수신한 영상의 포락선을 검출하여 에지 영상을 추출한다. 곡률반경 계산장치는 에지 영상으로부터 객체를 구분하고 차량인 경우 방위각의 횡방향 가속도 존재 유무 또는 에지영상의 수직 성분의 양의 변화를 근거로 조향 여부를 판단한다. 또한 곡률반경 계산장치는 횡방향 가속도의 부호가 변하는지 여부를 근거로 동일한 차로에 존재하는지 판단한다.The curvature radius calculation device detects an envelope of the image received from the vision camera 110 and extracts an edge image. The curvature radius calculator divides an object from an edge image and determines whether or not the vehicle is steered based on the presence or absence of lateral acceleration of the azimuth angle or the amount of the vertical component of the edge image. Further, the radius-of-curvature calculator determines whether or not the lateral acceleration exists in the same lane based on whether or not the sign of the lateral acceleration changes.

직진 차량의 경우 선행차량의 뒷면만 보이기 때문에 에지 영상의 수직 성분이 차량의 후미 좌우에 대하여 2개가 검출되나, 선회 주행시 차량의 옆면이 검출되기 때문에 에지 영상에 옆면에 해당하는 수직 성분이 추가로 검출된다. 따라서 정확한 에지 검출을 위하여 곡률반경 계산장치는 선행차량의 수직 성분의 에지 히스토그램을 이용하여 추적한다.In the case of a straight ahead vehicle, only the back side of the preceding vehicle is visible, so that the vertical component of the edge image is detected for the rear left and right of the vehicle. However, since the side face of the vehicle is detected at the time of turning, do. Therefore, for accurate edge detection, the curvature radius calculator tracks the edge histogram of the vertical component of the preceding vehicle.

곡률반경 계산장치는 선행차량의 영상 중 바퀴의 모양, 선행차량의 폭을 기준으로 선행차량의 조향각을 산출한다. 곡률반경 계산장치는 조향각의 변화와 선행차량의 이동거리를 기반으로 곡률반경을 계산한다.The curvature radius calculation device calculates the steering angle of the preceding vehicle based on the shape of the wheel and the width of the preceding vehicle among the images of the preceding vehicle. The radius of curvature calculator calculates the radius of curvature based on the change of the steering angle and the distance traveled by the preceding vehicle.

곡률반경 계산장치는 각기 다른 셋 이상의 선행차량의 방위각과 직선거리를 기준으로 선행차량의 위치를 특정하고 원의 방정식의 일반해에 대입하여 곡률반경을 계산한다.The radius of curvature calculator calculates the radius of curvature by specifying the position of the preceding vehicle on the basis of the azimuth and straight line distances of three or more preceding vehicles and assigning them to the general solution of the circle equation.

곡률반경 계산장치는 바퀴의 모양, 선행차량의 폭 및 선행차량의 방위각과 직선거리를 기반으로 각각 계산된 곡률반경의 평균치를 곡률반경으로 산출할 수 있다.The radius of curvature calculator can calculate the average value of the radius of curvature calculated on the basis of the shape of the wheel, the width of the preceding vehicle, and the azimuth angle and the straight line distance of the preceding vehicle.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률반경 계산장치의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a curvature radius calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.

객체추출부(210)는 비전카메라(110) 등 이미징 디바이스로부터 수신한 영상의 포락선을 검출하여 에지 영상을 추출한다. 객체추출부(210)는 에지 영상으로부터 객체를 구분하고 객체가 차량으로 판단된 경우 각 선행차량마다 ID를 부여하여 독립적으로 관리할 수 있다. 직진하는 선행차량의 경우 뒷면만 보이므로 에지 영상의 수직 성분이 차폭에 대응하여 2개가 검출되지만 좌 또는 우로 선회를 하는 경우 차량의 옆면이 검출되기 때문에 에지 영상에 옆면에 해당하는 수직 성분을 포함하여 다수의 수직 성분이 검출된다. 따라서 차폭의 에지 검출을 위하여 객체추출부(210)는 선행차량의 수직 성분의 에지 히스토그램을 저장하여 추적한다. The object extracting unit 210 extracts an edge image by detecting an envelope of an image received from an imaging device such as the vision camera 110. [ The object extracting unit 210 may identify an object from an edge image and assign an ID to each preceding vehicle when the object is determined to be a vehicle. In the case of the preceding vehicle traveling straight ahead, since only the back side is visible, the vertical component of the edge image is detected corresponding to the width of the vehicle, but when the vehicle is turned left or right, the side image of the vehicle is detected. Therefore, A plurality of vertical components are detected. Accordingly, the object extraction unit 210 stores and tracks the edge histogram of the vertical component of the preceding vehicle for edge detection of the vehicle width.

특징추출부(220)는 추출된 선행차량의 객체 영상을 기반으로 선행차량의 동특성 정보를 추출한다. 이때 동특성은 선행차량의 움직임에 관한 특성을 말하는 것으로서 선행차량의 차폭, 바퀴의 높이와 폭의 비, 방위각, 직선거리에 관한 정보가 될 수 있다. 바퀴의 높이와 폭의 비는 영상에 나타난 바퀴의 에지를 추출하여 길이를 비교하는 방법으로 계산할 수 있다. 특징추출부(220)는 영상을 직교좌표계로 나타냈을 때 선행차량이 영상에 나타난 y좌표를 통해 직선거리를 계산할 수 있다. 특징추출부(220)는 영상을 직교좌표계로 나타냈을 때 선행차량이 영상에 나타난 x좌표를 통해 방위각을 계산할 수 있다. 특징추출부(220)는 영상에 나타난 에지의 폭과 직선거리를 통해 동일한 거리에서 입력되는 차폭을 계산할 수 있다.The feature extraction unit 220 extracts the dynamic characteristic information of the preceding vehicle based on the extracted object image of the preceding vehicle. In this case, the dynamic characteristic refers to a characteristic relating to the movement of the preceding vehicle, and may be information on the width of the preceding vehicle, the ratio of the height and width of the wheel, the azimuth angle, and the straight line distance. The ratio of the height to the width of the wheel can be calculated by extracting the edge of the wheel on the image and comparing the length. The feature extraction unit 220 can calculate the straight line distance through the y coordinate of the preceding vehicle when the image is represented by the orthogonal coordinate system. The feature extraction unit 220 can calculate the azimuth angle through the x-coordinate of the preceding vehicle when the image is expressed in the orthogonal coordinate system. The feature extraction unit 220 can calculate the input width at the same distance through the width of the edge and the straight line distance in the image.

곡률반경계산부(230)는 선행차량의 동특성 정보를 이용하여 주행 차로의 곡률반경을 계산한다. 곡률반경계산부(230)는 조향각계산부(240), 제1곡률계산부(250), 선행차량 위치계산부(260), 제2곡률계산부(270), 최종곡률계산부(280)를 포함할 수 있다. 또한 도시하지는 않았지만 필터링부를 더 포함할 수 있다.The curvature radius calculation unit 230 calculates the curvature radius of the driving lane using the dynamic characteristic information of the preceding vehicle. The curvature radius calculation unit 230 includes a steering angle calculation unit 240, a first curvature calculation unit 250, a preceding vehicle position calculation unit 260, a second curvature calculation unit 270, and a final curvature calculation unit 280 . And may further include a filtering unit (not shown).

곡률반경계산부(230)는 제1 시점과 제2 시점에 각각 입력된 바퀴의 폭과 높이의 비를 이용하여 제1 시점의 조향각과 제2 시점의 조향각을 각각 계산하고, 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간과 선행차량의 속도를 이용하여 선행차량의 이동거리를 계산하여 곡률을 계산할 수 있다. 여기서 제1 시점 및 제2 시점란 조향각을 계산하는 서로 다른 두 시점을 의미한다. 또한 곡률반경계산부(230)는 직선주로에서 측정된 선행차량의 폭과 제1 시점과 제2 시점에 각각 입력된, 직선주로에서 측정된 거리와 동일한 거리에서의 선행차량의 폭을 이용하여 선행차량의 조향각을 계산하고, 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간과 선행차량의 속도를 이용하여 선행차량의 이동거리를 계산하여 곡률을 계산할 수 있다. 또한 곡률반경계산부(230)는 한편 곡률반경계산부(230)는 선행차량의 방위각 및 직선거리를 이용하여 선행차량의 좌표를 계산하고 이를 이용하여 곡률을 계산할 수 있다. 한편 곡률반경계산부(230)는 한 가지 이상의 방법으로 계산된 곡률의 평균치를 최종 곡률로서 출력할 수 있다.The radius of curvature calculator 230 calculates the steering angles of the first and second timings using the ratios of the widths and heights of the wheels respectively input at the first and second timings, The curvature can be calculated by calculating the moving distance of the preceding vehicle using the time between the two points of view and the speed of the preceding vehicle. Here, the first viewpoint and the second viewpoint refer to two different viewpoints for calculating the steering angle. The radius of curvature calculation unit 230 calculates the radius of curvature of the preceding vehicle by using the width of the preceding vehicle measured at the straight line and the width of the preceding vehicle at the same distance as the distance measured at the straight line, The curvature can be calculated by calculating the steering angle of the vehicle and calculating the moving distance of the preceding vehicle using the time between the first and second points of time and the speed of the preceding vehicle. Also, the curvature radius calculation unit 230 may calculate the curvature of the preceding vehicle by calculating the curvature radius calculation unit 230 using the azimuth angle and the straight line distance of the preceding vehicle. Meanwhile, the radius of curvature calculator 230 may output the average of the curvatures calculated by one or more methods as the final curvature.

필터링부(미도시)는 특징추출부(220)와 곡률반경계산부(230) 사이에 위치하여 곡률반경계산부(230)가 동특성을 입력받기에 앞서 객체의 횡방향 가속도의 존재 유무 또는 에지 영상의 수직 성분이 증가하는지 여부를 근거로 조향여부를 판단하여 곡률반경 계산의 시작 신호를 곡률반경계산부(230)에 전달할 수 있다. 또한 횡방향 가속도의 부호가 변하는지 여부를 근거로 해당 ID의 객체의 연산을 중지 또는 객체의 데이터를 제거할지 여부를 결정할 수 있다. 횡방향 가속도의 부호가 변한다면 차량의 회전 방향이 바뀌었다고 판단할 수 있으므로 동일 차로의 곡률 계산에서 제거하는 것이다. 또한 동특성이 기설정된 임계치보다 큰 값을 갖는 경우 곡선 주행이 아닌 방향전환으로 판단하고 해당 ID의 객체의 연산을 중지 또는 객체의 데이터를 제거하도록 신호를 곡률반경계산부(230)에 전달할 수 있다.The filtering unit (not shown) is positioned between the feature extracting unit 220 and the radius of curvature calculator 230. Before the radius of curvature calculator 230 receives the dynamic characteristic, It is possible to determine whether the steering wheel is steered based on whether the vertical component of the curvature radius is increased or not, and to transmit the start signal of the radius of curvature calculation to the radius of curvature calculator 230. It is also possible to determine whether to stop the operation of the object of the corresponding ID or remove the data of the object based on whether the sign of the lateral acceleration changes or not. If the sign of the lateral acceleration changes, it can be judged that the turning direction of the vehicle has changed, so that it is removed from the curvature calculation of the same lane. If the dynamic characteristic has a value larger than a preset threshold value, it is determined that the object is not a curved path, and a signal is sent to the curvature radius calculation unit 230 to stop the operation of the object of the corresponding ID or to remove the object data.

조향각계산부(240)는 특징추출부(220)에서 추출된 선행차량의 선형주로에서의 차폭과 직선거리 또는 바퀴의 높이와 폭의 비 중 적어도 어느 하나를 사용하여 조향각을 계산한다. 조향각의 구체적인 계산 방법은 도 3, 4를 참조하여 후술한다.The steering angle calculation unit 240 calculates the steering angle using at least one of the vehicle width and the linear distance in the linear principal of the preceding vehicle extracted from the feature extraction unit 220 or the ratio of the height and width of the wheel. A concrete calculation method of the steering angle will be described later with reference to Figs.

제1곡률계산부(250)는 시간에 따른 선행차량의 조향각의 변화를 이용하여 차로 반경을 계산하거나 선행차량의 직선거리 및 방위각을 이용하여 차로 반경을 계산할 수 있다. 이 중 선행차량의 조향각의 변화를 이용하여 차로 반경을 계산하는 방법을 먼저 설명하면 제1 시점에 선행차량의 조향각과 제2 시점의 선행차량의 조향각의 차이 및 제1 시점과 제2 시점 사이에 선행차량의 이동거리 l을 이용하여 곡률을 계산한다.The first curvature calculation unit 250 may calculate the lane radius using the change of the steering angle of the preceding vehicle with respect to time or may calculate the lane radius using the straight line distance and the azimuth angle of the preceding vehicle. The method of calculating the radius of the vehicle using the change of the steering angle of the preceding vehicle will be described first. The difference between the steering angle of the preceding vehicle and the steering angle of the preceding vehicle at the second point of time and the difference between the steering angle of the preceding vehicle and the first point The curvature is calculated using the moving distance l of the preceding vehicle.

선행차량 위치계산부(260)는 특징추출부(220)로부터 선행차량의 직선거리 및 방위각을 입력받아 자차량(120)을 원점으로 하고 자차량(120)의 진행 방향을 y축으로 하는 직교좌표계 상에서 선행차량의 위치를 좌표값으로 계산한다. 선행차량이 셋 이상일 경우에 한하여 계산하고 계산한 정보를 제2곡률계산부(260)로 전달할 수 있다. 선행차량의 위치를 이용하여 곡률을 계산하는 구체적인 방법은 도 5를 참조하여 후술한다.The preceding vehicle position calculation unit 260 receives the straight line distance and the azimuth angle of the preceding vehicle from the feature extraction unit 220 and outputs the rectilinear distance and the azimuth angle of the preceding vehicle as the y- The position of the preceding vehicle is calculated as the coordinate value. It is possible to transmit the calculated information to the second curvature calculation unit 260 only when the number of preceding vehicles is three or more. A specific method of calculating the curvature using the position of the preceding vehicle will be described later with reference to Fig.

좌표 평면상 세 점이 존재하면 원이 결정된다. 제2곡률계산부(270)는 원의 방정식의 일반해에 선행차량 위치계산부(260)로부터 세 점의 좌표를 대입하여 차로 반경을 계산한다. 따라서 곡률도 결정된다. 구체적인 방법은 도 5를 참조하여 후술한다.If there are three points on the coordinate plane, the circle is determined. The second curvature calculation unit 270 substitutes the coordinates of the three points from the preceding vehicle position calculation unit 260 in the general solution of the original equation to calculate the lane radius. Therefore, the curvature is also determined. A specific method will be described later with reference to Fig.

최종곡률계산부(280)는 제1곡률계산부(250)가 계산한 곡률값과 제2곡률계산부(270)가 계산한 곡률값 중 어느 하나 이상의 평균치를 곡률로 출력할 수 있다.The final curvature calculator 280 may output a curvature value of an average value of at least one of a curvature value calculated by the first curvature calculator 250 and a curvature value calculated by the second curvature calculator 270. [

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각계산부 및 제1곡률계산부의 선행차량의 차폭거리를 기반으로 조향각 및 곡률을 계산하는 방법을 나타낸 예시도이다.3 is a diagram illustrating a method of calculating a steering angle and a curvature based on a vehicle-width distance of a preceding vehicle in a steering angle calculating unit and a first curvature calculating unit according to an embodiment of the present invention.

V1으로 표시된 선행차량은 제1 시점에서 선행차량의 위치 및 조향각을 나타낸 그림이고 V2로 표시된 선행차량은 제2 시점에서 선행차량의 위치 및 조향각을 나타낸 그림이다. The preceding vehicle indicated by V1 is a diagram showing the position and the steering angle of the preceding vehicle at the first time point, and the preceding vehicle indicated by V2 is the position and steering angle of the preceding vehicle at the second time point.

조향각계산부(240)는 직선거리 이동시 선행차량의 폭, 조향에 따라 작게 계측된 선행차량의 폭 및 선행차량과의 직선거리를 이용하여 조향각을 계산한다. 이때 선행차량의 실제 폭과 조향시 계측되는 폭의 비를 이용한다. 그러나 시점에 따라 자차량과 선행차량의 거리가 다를 수 있고, 거리가 다를 경우 관측되는 폭의 크기도 달라지므로, 동일한 거리에서 관측되는 폭의 크기로 변환하여 계산하여야 한다. 관측되는 선행차량의 폭을 계산하기 위하여, 에지가 둘만 관측될 때(직진 시기)의 선행차량과의 직선거리와 조향할 때의 직선거리와의 비를 축적으로 삼아 조향할 때 선행차량의 영상 상의 크기를 직진 시기의 선행차량의 영상 상의 크기에 대응되게 변환하여 계산할 수 있다.The steering angle calculation unit 240 calculates the steering angle using the width of the preceding vehicle and the width of the preceding vehicle measured in accordance with the steering and the straight distance with the preceding vehicle when the linear distance is moved. At this time, the ratio between the actual width of the preceding vehicle and the width measured at the time of steering is used. However, since the distance between the vehicle and the preceding vehicle may vary depending on the viewpoint, and the magnitude of the observed width varies when the distances are different, it is necessary to calculate the magnitude of the width to be observed at the same distance. In order to calculate the width of the preceding vehicle to be observed, when the ratio between the straight line distance from the preceding vehicle and the straight line distance at the time of steering is accumulated, The size can be calculated by converting it to correspond to the size of the image of the preceding vehicle at the time of straight forward.

이렇게 직진시의 선행차량의 폭 W와 조향시 선행차량의 폭 W'를 구한 경우 조향각계산부(240)는 제1 시점의 조향각 θ1을 [수학식 1]과 같이 계산한다.When the width W of the preceding vehicle and the width W 'of the preceding vehicle at the time of steering are obtained in this way, the steering angle calculation unit 240 calculates the steering angle? 1 at the first time as shown in Equation (1).

Figure 112012103798487-pat00001
Figure 112012103798487-pat00001

여기서 W'는 조향시 선행차량의 폭, W는 직진시 선행차량의 폭, θ1은 제1 시점의 조향각을 의미한다.Where W 'is the width of the preceding vehicle at the time of steering, W is the width of the preceding vehicle at the time of going straight, and θ 1 is the steering angle at the first time.

같은 방법으로 조향각계산부(240)는 제2 시점의 조향각 θ2를 구할 수 있다.In the same way, the steering angle calculation section 240 can obtain the steering angle? 2 at the second time point.

조향각 계산부(240)는 제1 시점과 제2 시점에 계산된 각각의 조향각을 제1곡률계산부(250)로 전달한다.The steering angle calculation unit 240 transmits the respective steering angles calculated at the first and second points of time to the first curvature calculation unit 250.

제1곡률계산부(250)는 제1 시점의 조향각 θ1과 제2 시점의 조향각 θ2, 제1 시점에서 제2 시점까지 이동거리 l을 이용하여 차로 반경을 계산한다. 이때 주행차로의 반지름 R은 [수학식 2]와 같이 유도된다.First curvature calculating unit 250 calculates the radius of the car using the travel distance l to the second point on the steering angle θ 2, the first point of the steering angle θ 1 and the second point of the first point. At this time, the radius R of the driving lane is derived as shown in Equation (2).

Figure 112012103798487-pat00002
Figure 112012103798487-pat00002

여기서 dθ는 곡률에 해당하는 원에 대하여 제1 시점에서 제2 시점까지 이동한 중심각, l은 제1 시점에서 제2 시점까지 선행차량의 이동거리, R은 곡률에 해당하는 원의 반지름, θ1은 제1 시점의 조향각, θ2는 제2 시점의 조향각을 의미한다.Here, dθ is moved from a first point in time with respect to the circle corresponding to the curvature to a second point, a center angle, l is the moving distance of the preceding vehicle at a first point to a second point in time, R is the radius of the circle corresponding to the curvature, θ 1 Denotes a steering angle at a first time point, and? 2 denotes a steering angle at a second time point.

선행차량의 이동거리는 제1 시점과 제2 시점 간의 시간과 선행차량의 속도를 이용하여 계산될 수 있으며 선행차량의 속도는 자차량의 속도로 근사적으로 대체될 수 있다. The travel distance of the preceding vehicle can be calculated using the time between the first and second points of time and the speed of the preceding vehicle and the speed of the preceding vehicle can be approximated to the speed of the subject vehicle.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향각계산부의 선행차량의 뒷바퀴 입력 영상을 기반으로 조향각을 계산하는 방법을 나타낸 예시도이다.4 is a diagram illustrating a method of calculating a steering angle based on a rear wheel input image of a preceding vehicle in a steering angle calculating unit according to an embodiment of the present invention.

운전자는 원하는 조향각을 앞바퀴를 이용하여 조작하지만, 차체의 조향각은 조향에 관여하지 않는 뒷바퀴의 각도로 결정된다. 따라서 본 실시예에서는 뒷바퀴의 조향각을 기반으로 곡률을 계산하는 방법을 설명한다. 그러나 뒷바퀴와 앞바퀴의 각도 차이를 이용하여 직접 곡률을 계산하는 방법 등 다양한 변형이 가능할 것이다.The driver manipulates the desired steering angle using the front wheel, but the steering angle of the vehicle body is determined by the angle of the rear wheel not involved in the steering. Therefore, in this embodiment, a method of calculating the curvature based on the steering angle of the rear wheel will be described. However, various methods such as a method of calculating the direct curvature using the angle difference between the rear wheel and the front wheel will be possible.

조향각이 바뀜에 따라 바퀴 모양의 높이와 폭 사이의 비가 변한다. 이를 이용하여 조향각계산부(240)는 조향각을 계산할 수 있다. 자동차의 바퀴는 모두 원형이므로 높이와 실제 너비의 길이가 같다. 따라서 조향시 바퀴의 폭을 W'에 대응했을 때 바퀴의 높이(=바퀴의 실제 너비)는 도 3에서 W에 해당한다고 볼 수 있다. 차이가 있다면 차체의 뒷면과 바퀴는 서로 수직이므로 위상이 90도 차이가 난다는 점과 직선거리와 관계없이 높이와 너비의 비가 일정하므로(동일한 위치의 바퀴의 높이와 너비를 비교하므로) 직선거리에 따른 보정이 필요 없다는 점이다. 따라서 바퀴의 모양을 이용하여 조향각을 계산하는 경우 직선거리에 대한 정보는 불필요하다. 도 3에서 W와 W'의 비로 조향각을 계산했듯이 바퀴의 모양을 기반으로 조향각을 계산하는 경우에 조향각계산부(240)는 바퀴의 폭 W와 높이 h의 비로 조향각을 계산한다.As the steering angle changes, the ratio between the height and width of the wheel changes. Using this, the steering angle calculation unit 240 can calculate the steering angle. Because the wheels of a car are all round, the height and the actual width are the same length. Therefore, the height of the wheel (= the actual width of the wheel) when the width of the wheel corresponds to W 'during steering is equivalent to W in FIG. If there is a difference, the rear side of the vehicle body and the wheel are perpendicular to each other, so that the phase difference is 90 degrees and the ratio of the height and the width is constant regardless of the straight distance (because the height and width of the wheel at the same position are compared) There is no need for correction according to the present invention. Therefore, when calculating the steering angle using the shape of the wheel, information on the straight line distance is unnecessary. 3, when the steering angle is calculated based on the shape of the wheel, the steering angle calculation unit 240 calculates the steering angle with the ratio of the width W of the wheel to the height h.

조향각계산부(240)는 제1 시점, 제2 시점, 제3 시점의 바퀴의 폭이 각각 W1, W2, W3이고 각 시점에 측정된 바퀴의 높이가 h일 때, 조향각 θ3, θ4, θ5는 [수학식 3]을 이용하여 계산할 수 있다.When the widths of the wheels at the first time point, the second time point and the third time point are respectively W 1 , W 2 and W 3 and the height of the wheel measured at each time point is h, the steering angle calculation section 240 calculates the steering angle θ 3 , ? 4 ,? 5 can be calculated using the following equation (3).

Figure 112012103798487-pat00003
Figure 112012103798487-pat00003

여기서 W1은 제1 시점에 관측된 바퀴의 폭, W2는 제2 시점에 관측된 바퀴의 폭, W3은 제3 시점에 관측된 바퀴의 폭, θ3은 제1 시점의 조향각, θ4는 제2 시점의 조향각, θ5는 제3 시점의 조향각, h는 각 시기에 관측된 바퀴의 높이를 나타낸다.Where W 1 is the width of the observation wheel in the first point in time, W 2 is the width of the observation wheel in the second time point, W 3 is the width of the observation wheel in the third point, θ 3 is the steering angle, θ of the first point, 4 is the steering angle at the second time point,? 5 is the steering angle at the third time point, and h is the height of the wheel observed at each time point.

[수학식 1]과 비교했을 때의 차이는 90도 차이가 나는데, 이는 한 차량에서 차폭의 방향과 바퀴의 방향이 수직으로 배치되기 때문이다. 이렇게 산출된 둘 이상의 시점의 조향각을 제1곡률계산부(250)로 전달한다. 한 프레임에 나타난 선행차량의 ID에 따라 둘 이상의 선행차량의 조향각을 동시에 제1곡률계산부(250)로 전달할 수 있다.The difference between the equation (1) and the equation (1) is 90 degrees, because the direction of the vehicle width and the direction of the wheel are arranged vertically in one vehicle. The steering angle of the two or more viewpoints thus calculated is transmitted to the first curvature calculation unit 250. It is possible to simultaneously transmit the steering angles of two or more preceding vehicles to the first curvature calculation unit 250 according to the ID of the preceding vehicle displayed in one frame.

제1곡률계산부(250)는 [수학식 2]를 사용하여 곡률을 계산한다. 이때 θ1은 제1 시점의 조향각, θ2는 제2 시점의 조향각을 의미한다. 이를 기반으로 곡률을 계산하는 방법은 이미 설명하였다. 그러나 θ1과 θ2가 반드시 제1 시점과 제2 시점의 조향각일 필요는 없다. 조향각계산부(240)로부터 한 프레임에서 둘 이상의 선행차량의 조향각을 입력받는 경우 선행차량 위치계산부(260)로부터 수신한 좌표를 바탕으로 선행차량 간의 거리를 계산하여 직접 계산할 수도 있다.The first curvature calculation unit 250 calculates the curvature using Equation (2). In this case, θ 1 denotes a steering angle at a first point in time, and θ 2 denotes a steering angle at a second point in time. The method of calculating the curvature based on this has already been described. However, θ 1 and θ 2 are not necessarily the steering angles of the first and second points. When the steering angle of two or more preceding vehicles is input in one frame from the steering angle calculation unit 240, the distance between the preceding vehicles may be calculated and directly calculated based on the coordinates received from the preceding vehicle position calculation unit 260.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선행차량 위치계산부 및 제2곡률계산부에서 선행차량과 자차량의 직선거리 및 방위각을 기반으로 차로 반경을 계산하는 방법을 나타내는 예시도이다.5 is a diagram illustrating a method of calculating a lane radius based on a straight line distance and an azimuth angle of a preceding vehicle and a child vehicle in a preceding vehicle position calculating unit and a second curvature calculating unit according to an embodiment of the present invention.

원점과 점 세 개의 좌표가 특정되면 세 점을 지나는 원을 정의할 수 있다. 선행차량 위치계산부(260)는 ID를 부여받은 셋 이상의 선행차량까지의 직선거리 및 방위각을 특징추출부(220)로부터 전달받는다. 추출된 직선거리 및 방위각을 기반으로 선행차량 위치계산부(260)는 자차량의 주행 방향을 y축으로 하고 자차량의 위치를 원점으로 한 직교좌표계에서 선행차량 각각의 좌표를 특정한다. 이때 선행차량 A, B, C까지의 거리를 l1, l2, l3이라 하고 선행차량 A, B, C의 방위각을 θ678이라 할 때 선행차량 A, B, C의 좌표는 [수학식 4]와 같으며 선행차량 위치계산부(260)는 [수학식 4]를 사용하여 선행차량 위치의 좌표를 계산한다.Origin and Points If three coordinates are specified, you can define a circle that passes through three points. The preceding vehicle position calculation unit 260 receives the linear distance and the azimuth angle from the feature extraction unit 220 to the three or more preceding vehicles to which the ID is assigned. Based on the extracted straight line distances and azimuths, the preceding vehicle position calculation unit 260 specifies the coordinates of each of the preceding vehicles in an orthogonal coordinate system having the y direction of the vehicle running direction and the position of the vehicle as its origin. At this time, the preceding vehicle A, B, as the distance from C l 1, l 2, l 3 , and when referred to as the azimuth angle of the preceding vehicle A, B, C θ 6, θ 7, θ 8 the preceding vehicle A, B, C (4), and the preceding vehicle position calculation unit 260 calculates the coordinates of the preceding vehicle position using Equation (4).

Figure 112012103798487-pat00004
Figure 112012103798487-pat00004

여기서 A는 선행차량 A의 좌표, B는 선행차량 B의 좌표, C는 선행차량 C의 좌표, r3는 선행차량 A까지의 거리, r2는 선행차량 B까지의 거리, r1은 선행차량 C까지의 거리, θ8은 선행차량 A의 방위각, θ7은 선행차량 B의 방위각, θ6은 선행차량 C의 방위각을 의미한다.A is the coordinate of the preceding vehicle A, B is the coordinate of the preceding vehicle B, C is the coordinate of the preceding vehicle C, r3 is the distance to the preceding vehicle A, r2 is the distance to the preceding vehicle B, The distance,? 8 is the azimuth angle of the preceding vehicle A,? 7 is the azimuth angle of the preceding vehicle B, and? 6 is the azimuth angle of the preceding vehicle C.

직교좌표계에서 (a,b)를 중심으로 하고 반경이 R인 원의 방정식은 [수학식 5]와 같다.The equation of a circle having a radius of R with the center (a, b) in the orthogonal coordinate system as shown in Equation (5).

Figure 112012103798487-pat00005
Figure 112012103798487-pat00005

여기서 a는 원의 중심의 x좌표, b는 원의 중심의 y좌표, R은 원의 반경을 의미한다.Where a is the x coordinate of the center of the circle, b is the y coordinate of the center of the circle, and R is the radius of the circle.

미지수가 셋이므로 주로 반경계산부(240)는 선행차량 위치계산부(260)가 [수학식 4]를 이용하여 계산한 선행차량들의 좌표를 [수학식 5]의 공식에 대입하여 원의 방정식을 계산한다. 이를 이용하여 반경 R 및 곡률을 계산한다.The radius calculation unit 240 mainly substitutes the coordinates of the preceding vehicles calculated by the preceding vehicle position calculation unit 260 using Equation 4 into the formula of Equation 5 to calculate the original equations . The radius R and the curvature are calculated using this.

여기서는 직교좌표계를 이용하여 계산하는 방법을 나타내었지만 극좌표계를 적용하여 선행차량 위치계산부(260)를 생략하고 극좌표계의 원의 방정식에서 직접 계산하는 방법도 용이하게 생각해 낼 수 있다.Here, although a method of calculating using the orthogonal coordinate system has been described, a method of directly calculating the straight line in the polar coordinate system by omitting the leading vehicle position calculation unit 260 by applying the polar coordinate system can be easily considered.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 입력 영상에서 동특성을 확인하는 방법을 나타낸 예시도이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of confirming dynamic characteristics in an input image according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 (a)는 자차량(610)의 비전카메라가 선행차량이 포함된 영상을 입력받을 때 선행차량이 지면과 맞닿는 지점이 비전카메라의 등높이 선(660)과 이루는 각을 나타낸 예시도이다. 제1 선행차량(620)이 지면과 맞닿는 점과 비전카메라와 직선거리로 등거리에 있는 지점(640)은 동일한 각 θ10으로 수신되고 동일한 높이로 영상에 표시된다. 제2 선행차량(630) 역시 지면과 맞닿는 점과 비전카메라와 직선거리로 등거리에 있는 지점(650)은 동일한 각 θ11로 수신되고 영상에 동일한 높이로 표시된다. 등높이 선(660)을 나타내기 위하여 선행차량을 같은 높이의 차량으로 예시하였다.6A is an exemplary view showing an angle formed by a point at which the vision camera of the subject vehicle 610 contacts the ground when the image including the preceding vehicle is input to the height line 660 of the vision camera. The point at which the first preceding vehicle 620 abuts the ground and the point 640 equidistant from the vision camera and the straight line are received at the same angle 10 and displayed on the image at the same height. A point 650 at which the second preceding vehicle 630 also contacts the ground and equidistant from the vision camera and the straight line distance is received at the same angle 11 and is displayed at the same height on the image. To illustrate the height line 660, the preceding vehicle is illustrated as a vehicle of the same height.

도 (b)는 도 (a)의 수신 영상이 실제로 나타나는 화면이다. 차량 높이가 동일하므로 선행차량은 등높이 선(660)의 높이로 나타나지만 선행차량이 지면과 맞닿는 점은 거리가 멀어짐에 따라 등높이 선(660)에 근접한다. 따라서 특징추출부(220)는 영상에 나타난 등높이선과 선행차량의 지면과 맞닿는 점 사이의 거리를 측정하는 방법으로 선행차량과 자차량 사이의 직선거리를 측정할 수 있다. 같은 방법으로 영상을 세로로 나눈 중심 선에서 선행차량이 벗어난 정도를 이용하여 방위각을 계산할 수 있다. 또한 에지 영상을 기준으로 각 차량의 폭과 바퀴의 높이와 폭의 비를 계산할 수 있다.Figure (b) is a screen in which the reception image shown in Figure (a) actually appears. Since the vehicle height is the same, the preceding vehicle appears at the height of the height line 660, but the point at which the preceding vehicle touches the ground approaches the height line 660 as the distance increases. Therefore, the feature extracting unit 220 can measure the straight line distance between the preceding vehicle and the child vehicle by measuring the distance between the height line indicated in the image and the point contacting the ground of the preceding vehicle. In the same way, the azimuth angle can be calculated using the deviation of the preceding vehicle from the center line dividing the image vertically. It is also possible to calculate the ratio of the width of each vehicle to the height and width of the wheel based on the edge image.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률반경 계산장치의 곡률반경 계산 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of calculating a radius of curvature of a curvature radius calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.

비전카메라를 이용하여 선행차량을 인지한다. 이때 영상의 포락선을 기준으로 에지 영상을 추출하여 객체를 확인하고 확인된 객체에 ID를 부여하여 관리할 수 있다(S710).Vision cameras are used to recognize the preceding vehicle. At this time, the edge image can be extracted based on the envelope of the image to identify the object, and IDs can be assigned to the identified objects (S710).

인지된 선행차량이 방향을 바꾸는 것을 영상에서 가로방향 가속도의 유무를 통해 확인한다. 이때 세로방향 에지의 히스토그램을 저장할 수 있다(S710).The presence of transverse acceleration in the image confirms that the recognized preceding vehicle changes direction. At this time, the histogram of the vertical edge can be stored (S710).

방향이 바뀌었다면 선행차량의 폭의 변화를 사용하여 선행차량의 조향각을 계산한다. 에지 히스토그램에서 산출된 차폭을 기준으로 영상을 이용하여 측정된 차폭의 비율을 활용하여 조향각을 계산할 수 있다. 이 조향각을 시차를 두어 2개 이상 측정한다(S730).If the direction is changed, the steering angle of the preceding vehicle is calculated using the change in the width of the preceding vehicle. The steering angle can be calculated by using the ratio of the measured widths using the image based on the calculated widths of the edge histograms. The steering angle is measured at two or more intervals (S730).

조향각을 토대로 곡률 차로의 반경을 계산한다. 조향각의 차이는 이동한 중심각이며 이동 거리는 호의 이동 거리이므로 시간의 차이 동안 이동거리와 조향각의 차이를 이용하여 곡률 차로의 반경을 계산한다(S740).Calculate the radius of curvature lane based on the steering angle. Since the steering angle is the moving center angle and the moving distance is the moving distance of the arc, the radius of the curvature difference is calculated using the difference between the traveling distance and the steering angle during the time difference (S740).

선행차량의 타이어 모양을 사용하여 조향각을 계산한다. 영상에 나타난 타이어의 높이와 너비의 비율을 삼각함수로 계산하여 조향각을 계산한다(S750).The steering angle is calculated using the tire shape of the preceding vehicle. The ratio of the height and width of the tire shown in the image is calculated by a trigonometric function to calculate the steering angle (S750).

조향각을 토대로 곡률 차로의 반경을 계산한다. 타이어로 계산된 조향각과 이동거리를 통하여 차로의 곡률을 계산할 수 있으며 방법은 S740과 같다.Calculate the radius of curvature lane based on the steering angle. The curvature of the lane can be calculated through the steering angle and the travel distance calculated with the tires. The method is the same as in S740.

자차선에서 이동하는 방향이 바뀐 선행차량의 객체 인식 수가 3 이상인지 확인한다(S770).It is checked whether the number of object recognition of the preceding vehicle whose direction is changed in the sub lane is 3 or more (S770).

3 이상인 경우 선행차량의 직선거리와 방위각을 토대로 선행차량의 위치를 계산한다. 직선거리와 방위각은 영상에 나타난 등 높이 선 또는 중심 축을 기준으로 선행차량의 위치를 기준으로 판단한다. 자차량을 원점으로, 자차량의 진행 방향을 y축으로 한 직교좌표계에 선행차량의 위치를 좌표로 나타낸다(S780).3 or more, the position of the preceding vehicle is calculated based on the straight line distance and the azimuth of the preceding vehicle. The straight line distance and the azimuth angle are determined based on the position of the preceding vehicle with respect to the height line or center axis shown in the image. The position of the preceding vehicle is indicated as coordinates in an orthogonal coordinate system having the subject vehicle as the origin and the traveling direction of the subject vehicle as the y-axis (S780).

선행차량의 위치를 토대로 곡률 차로의 반경을 계산한다. 직교좌표계에서 원의 방정식에 선행차량의 좌표를 대입하여 원의 중심과 반경을 계산한다(S790).Calculate the radius of curvature difference based on the position of the preceding vehicle. The center and radius of the circle are calculated by substituting the coordinates of the preceding vehicle into the equation of the circle in the rectangular coordinate system (S790).

산출된 곡률반경의 평균값을 계산하여 출력한다(S800).The average value of the calculated radius of curvature is calculated and output (S800).

도 7에서는 단계 S710 내지 단계 S800을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S710 내지 단계 S800 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 7은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다. 또한 S710 및 S720은 공통되나, S730 및 S740 단계와 S750 및 S760 단계로 차로의 반경이 계산되며, S770내지 S790만으로도 차로의 반경이 계산되므로 대안적 관계가 될 수 있다. 따라서 각각 독립하여 수행될 수 있다. 그러나 이 중 2 또는 3까지 방법을 동시에 써도 무방하다.7, it is described that steps S710 to S800 are sequentially executed. However, this is merely an illustrative description of the technical idea of the embodiment of the present invention, and it is not intended to limit the scope of the present invention to the general knowledge in the technical field to which the embodiment of the present invention belongs. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and adaptations may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of one embodiment of the present invention by changing the order described in Figure 7 or by executing one or more of steps S710 through S800 in parallel 7, it is not limited to the time-series order. Also, although S710 and S720 are common, the radius of the road is calculated in steps S730 and S740, S750 and S760, and the radius of the road is calculated with S770 to S790 alone, so that an alternative relationship can be obtained. Therefore, they can be performed independently of each other. However, two or three of these methods can be used at the same time.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

110: 비전카메라 120: 자차량
130: 선행차량 210: 비전카메라
220: 선행차량 영상추출부 230: 조향각계산부
240: 주로반경계산부 250: 직선거리 및 방위각 추출부
260: 선행차량 위치계산부 610: 자차량
620: 제1 선행차량 630: 제2 선행차량
640: 제1 선행차량까지의 등거리선 650: 제2 선행차량까지의 등거리선
660: 등높이선
110: vision camera 120:
130: a preceding vehicle 210: a vision camera
220: leading vehicle image extracting unit 230: steering angle calculating unit
240: Mainly radius calculation unit 250: Linear distance and azimuth extraction unit
260: preceding vehicle position calculation unit 610:
620: first preceding vehicle 630: second preceding vehicle
640: Equidistance line up to the first preceding vehicle 650: Equidistant line up to the second preceding vehicle
660: Height line

Claims (16)

이미징 디바이스로부터 수신하는 영상 데이터에서 적어도 하나의 선행차량을 검출하는 객체추출부;
상기 객체추출부에서 검출된 상기 적어도 하나의 선행차량의 동특성 정보를 추출하는 특징추출부; 및
상기 특징추출부에서 추출된 동특성 정보에 근거하여 주행차로의 곡률반경을 계산하는 곡률반경계산부
를 포함하되,
상기 곡률반경계산부는 복수의 시점의 상기 선행차량의 차폭 변화, 복수 시점의 상기 선행차량의 바퀴의 높이와 폭의 비율 및 상기 선행차량과의 방위각과 직선거리에 관한 정보를 기초로 계산한 복수의 시점의 상기 선행차량의 직교좌표계 상의 위치 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 곡률반경을 계산하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
An object extraction unit for detecting at least one preceding vehicle in the image data received from the imaging device;
A feature extraction unit for extracting dynamic characteristic information of the at least one preceding vehicle detected by the object extraction unit; And
A curvature radius calculation unit for calculating a curvature radius of the driving lane based on the dynamic characteristic information extracted by the feature extraction unit,
, ≪ / RTI &
The radius of curvature calculation unit may calculate the radius of curvature of each of the plurality of preceding vehicles based on the vehicle width variation of the preceding vehicle at a plurality of points of time, the ratio of the height and width of the wheels of the preceding vehicle at a plurality of points of time, And calculating the radius of curvature by using at least one of positions on an orthogonal coordinate system of the preceding vehicle at a time point.
제1항에 있어서,
상기 동특성 정보는 상기 적어도 하나의 선행차량의 차폭, 상기 선행차량의 높이, 상기 선행차량의 바퀴 영상 변화, 상기 선행차량과의 방위각 및 상기 선행차량과의 직선거리 중 어느 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the dynamic characteristic information includes at least one of a vehicle width of the at least one preceding vehicle, a height of the preceding vehicle, a wheel image change of the preceding vehicle, an azimuth angle with the preceding vehicle, and a straight line distance with the preceding vehicle Wherein the curvature radius calculation device is characterized by:
제1항에 있어서,
상기 특징추출부는,
상기 선행차량의 횡방향 가속도의 부호가 바뀌는 경우, 상기 선행차량의 차폭과 상기 선행차량의 높이가 기설정된 정도 이상 급격히 바뀌는 경우 및 상기 선행차량의 바퀴 영상 변화가 기설정된 정도 이상 급격히 바뀌는 경우 중 적어도 어느 하나 이상에 해당될 때 상기 선행차량을 계산 대상에서 제외하는 필터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
The method according to claim 1,
The feature extraction unit may extract,
When the sign of the lateral acceleration of the preceding vehicle changes, when the vehicle width of the preceding vehicle and the height of the preceding vehicle suddenly change more than a predetermined degree, and when the wheel image change of the preceding vehicle suddenly changes at a predetermined degree or more Further comprising a filtering unit which excludes the preceding vehicle from the calculation object when any one or more of the preceding vehicles is included in the calculation.
제1항에 있어서,
상기 곡률반경계산부는,
상기 선행차량의 차폭 변화율 및 상기 선행차량의 바퀴의 높이와 폭의 비율 중 적어도 어느 하나를 기초로 조향각을 계산하는 조향각계산부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the radius of curvature calculation unit comprises:
Further comprising a steering angle calculation section for calculating a steering angle based on at least any one of a vehicle width change rate of the preceding vehicle and a ratio of a height and a width of the wheel of the preceding vehicle.
제4항에 있어서,
상기 조향각계산부는,
상기 선행차량이 직선주로에 있을 때 관측된 상기 선행차량의 참조차폭과 상기 선행차량과의 직선거리를 기준으로 이후에 측정되는 상기 차폭을 동일한 직선거리에서 측정되는 차폭으로 환산하여 계산하고 이를 기반으로 조향각을 계산하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
5. The method of claim 4,
The steering angle calculation unit calculates,
The vehicle width measured after the preceding vehicle is measured on the basis of the reference vehicle width of the preceding vehicle observed when the preceding vehicle is in a straight line and the straight line distance between the preceding vehicle and the preceding vehicle, And calculating a steering angle.
제4항에 있어서,
상기 곡률반경계산부는,
제1 시점의 조향각과 제2 시점의 조향각을 수신하여 상기 제1 시점의 조향각과 상기 제2 시점의 조향각 사이의 차이를 산출하고, 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 변화하는데에 걸린 시간과 상기 선행차량의 속도를 기반으로 산출된 상기 선행차량의 이동거리를 산출하여 곡률반경을 계산하는 제1곡률계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the radius of curvature calculation unit comprises:
A steering angle of the first viewpoint and a steering angle of the second viewpoint are received and the difference between the steering angle of the first viewpoint and the steering angle of the second viewpoint is calculated, and the time difference between the first viewpoint and the second viewpoint Further comprising a first curvature radius calculation unit for calculating a radius of curvature by calculating a movement distance of the preceding vehicle calculated based on the time and the speed of the preceding vehicle.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 곡률반경계산부는,
상기 선행차량의 좌표가 셋 이상 산출된 경우 상기 좌표를 기초로 곡률반경을 계산하는 제2곡률계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the radius of curvature calculation unit comprises:
And a second curvature radius calculation unit for calculating a radius of curvature based on the coordinates when the coordinates of the preceding vehicle are calculated as three or more.
제1항에 있어서,
상기 선행차량과의 직선거리는,
영상에 나타난 선행차량과의 등높이선과 선행차량의 지면과 맞닿는 점 사이의 거리로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 곡률반경계산장치.
The method according to claim 1,
The straight line distance from the preceding vehicle,
Height line with the preceding vehicle displayed on the image and the distance between the point of contact with the ground of the preceding vehicle.
제1항에 있어서,
상기 곡률반경계산부는 상기 복수의 시점의 상기 선행차량의 차폭 변화를 이용하여 산출한 곡률반경, 상기 복수의 시점의 상기 선행차량의 바퀴의 높이와 폭의 비율을 이용하여 산출한 곡률반경 및 상기 복수의 시점의 상기 선행차량의 위치를 이용하여 산출한 곡률반경 중 어느 둘 이상의 곡률반경을 평균한 평균치를 최종곡률반경의 산출치로 계산하는 최종곡률계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 계산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the radius of curvature calculation unit calculates a radius of curvature calculated by using a ratio of a height and a width of a wheel of the preceding vehicle at a plurality of points of time, Further comprising a final curvature radius calculation unit for calculating an average value obtained by averaging two or more curvature radiuses among the radius curvatures calculated using the position of the preceding vehicle at the time point of the previous curvature radius, as the calculated value of the final radius of curvature.
선행차량의 영상정보를 이용하여 주행차로의 곡률반경을 산출하는 방법에 있어서,
상기 선행차량과 관련하여 상기 영상정보를 수집하는 과정;
상기 영상정보에서 상기 선행차량의 에지(Edge)를 검출하여 상기 선행차량의 에지 영상을 추출하는 과정;
상기 선행차량의 에지 영상을 기반으로 상기 선행차량의 조향각을 계산하는 과정; 및
시간에 따른 상기 선행차량의 조향각 변화를 기반으로 주행차로의 상기 반경을 계산하여 출력하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법.
A method of calculating a curvature radius of a driving lane using image information of a preceding vehicle,
Collecting the image information with respect to the preceding vehicle;
Detecting an edge of the preceding vehicle in the image information and extracting an edge image of the preceding vehicle;
Calculating a steering angle of the preceding vehicle based on an edge image of the preceding vehicle; And
Calculating and outputting the radius of the driving lane based on the change in the steering angle of the preceding vehicle with respect to time
And calculating a radius of curvature of the curved surface.
제11항에 있어서,
상기 조향각을 계산하는 방법은,
상기 에지 영상의 폭의 변화를 기반으로 조향각을 계산하는 방법인 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법.
12. The method of claim 11,
The method for calculating the steering angle includes:
And calculating a steering angle based on a change in the width of the edge image.
제11항에 있어서,
상기 조향각을 계산하는 방법은,
상기 에지 영상의 바퀴 부분을 추출하고 상기 바퀴 부분의 폭과 높이의 비를 기반으로 조향각을 계산하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법.
12. The method of claim 11,
The method for calculating the steering angle includes:
Calculating a steering angle based on a ratio of a width and a height of the wheel portion to a wheel portion of the edge image.
선행차량의 영상정보를 이용하여 주행차로의 곡률반경을 산출하는 방법에 있어서,
상기 선행차량과 관련하여 상기 영상정보를 수집하는 과정;
상기 영상정보에서 상기 선행차량의 에지(Edge)를 검출하여 상기 선행차량의 에지 영상을 추출하는 과정;
상기 선행차량의 에지 영상을 기반으로 상기 선행차량과의 직선거리 및 방위각을 계산하는 과정;
상기 직선거리 및 방위각을 기반으로 상기 선행차량의 위치를 계산하는 과정; 및
상기 선행차량의 시간에 따른 적어도 3개의 위치를 기반으로 주행차로의 곡률 반경을 계산하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법.
A method of calculating a curvature radius of a driving lane using image information of a preceding vehicle,
Collecting the image information with respect to the preceding vehicle;
Detecting an edge of the preceding vehicle in the image information and extracting an edge image of the preceding vehicle;
Calculating a straight line distance and an azimuth angle with respect to the preceding vehicle based on an edge image of the preceding vehicle;
Calculating a position of the preceding vehicle based on the straight line distance and the azimuth angle; And
Calculating a radius of curvature of the running lane based on at least three positions of the preceding vehicle with respect to time;
And calculating a radius of curvature of the curved surface.
제14항에 있어서,
상기 선행차량과의 직선거리 및 방위각을 계산하는 과정은,
상기 선행차량의 에지 영상의 화면상의 위치를 기반으로 상기 직선거리 및 방위각을 계산하는 과정인 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법.
15. The method of claim 14,
Calculating a straight line distance and an azimuth from the preceding vehicle,
Calculating the straight line distance and the azimuth angle based on a position on the screen of the edge image of the preceding vehicle.
제14항에 있어서,
상기 선행차량의 위치를 계산하는 과정은,
자차량의 진행방향을 y축으로 하고 상기 자차량의 위치를 원점으로 한 직교좌표계에서 상기 선행차량의 좌표값을 계산하는 과정인 것을 특징으로 하는 곡률반경 산출 방법.
15. The method of claim 14,
Calculating a position of the preceding vehicle,
Calculating a coordinate value of the preceding vehicle in an orthogonal coordinate system with the y axis of the traveling direction of the vehicle and the origin of the vehicle as the origin.
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