[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102329413B1 - Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface - Google Patents

Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface Download PDF

Info

Publication number
KR102329413B1
KR102329413B1 KR1020210044576A KR20210044576A KR102329413B1 KR 102329413 B1 KR102329413 B1 KR 102329413B1 KR 1020210044576 A KR1020210044576 A KR 1020210044576A KR 20210044576 A KR20210044576 A KR 20210044576A KR 102329413 B1 KR102329413 B1 KR 102329413B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
road surface
value
black ice
luminance
road
Prior art date
Application number
KR1020210044576A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상진
Original Assignee
가람이엔지 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 가람이엔지 주식회사 filed Critical 가람이엔지 주식회사
Priority to KR1020210044576A priority Critical patent/KR102329413B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102329413B1 publication Critical patent/KR102329413B1/en

Links

Images

Classifications

    • G06K9/6202
    • G06K9/00798
    • G06K9/4661

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for determining a black ice section by determining the brightness of a road surface. The method includes: (a) a step in which an image sensor of a camera captures a road surface image and an illuminance sensor of the camera measures an illuminance value of the surroundings; (b) a step of analyzing the pixel value of the image captured by the image sensor and measuring the brightness of a road surface and uniformity based on the illuminance value and the pixel value; (c) a step of determining a state of the road surface and the presence or absence of black ice based on brightness and uniformity values; (d) a step of transmitting black ice information and image sensor location information to an ITS server in a case where it is determined that black ice is present on the road surface; and (e) a step in which the ITS server transmits a black ice warning message to a display terminal on a road near the location of the black ice. The camera is installed at a place where the road can be imaged in whole or in part. The camera communicates with the ITS server by wired or wireless connection.

Description

노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법{METHOD FOR DETERMINING BLACK ICE SECTION BY ANALYZING BRIGHTNESS OF ROAD SURFACE}Method for determining the black ice section by determining the luminance of the road surface {METHOD FOR DETERMINING BLACK ICE SECTION BY ANALYZING BRIGHTNESS OF ROAD SURFACE}

본 발명은 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 블랙아이스 감지 시스템을 설치하여 특정 구간을 주행하는 차량에 블랙아이스 발생 정보를 사전에 전달해 안전하게 구간을 통과하도록 유도하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method for discriminating a black ice section by discriminating the luminance of a road surface, and more particularly, installing a black ice detection system to deliver black ice generation information to a vehicle traveling in a specific section in advance to ensure a safe section It's about the technology to guide you through.

겨울철 눈과 비 등으로 도로 표면에 얇은 얼음 층이 생기는 현상에 더불어 매연과 먼지가 눈, 비가 함께 엉겨 붙어 검은색을 띄는 빙결체를 '블랙아이스'라 칭한다.In addition to the phenomenon of the formation of a thin layer of ice on the road surface due to snow and rain in winter, soot and dust congealed together with snow and rain, and black ice is called 'black ice'.

블랙아이스는 그늘진 도로나 터널, 산모퉁이, 고가도로 등 표면 온도가 낮은 곳에서 많이 발생하고, 블랙 아이스가 발생한 도로는 일반도로보다 제동 거리가 최대 7배나 더 길어지기 때문에 사고가 날 경우 대형 참사로 연결될 가능성이 높다.Black ice often occurs in places with low surface temperatures, such as shady roads, tunnels, mountain corners, and overpasses, and the braking distance on roads where black ice occurs is up to 7 times longer than on general roads. very likely

기존에 블랙아이스를 판별하는 기술은 분광측정 또는 도로 주변 환경정보(온도, 습도, 기압, 강수량 등) 분석을 통해 노면의 블랙아이스 발생 여부를 감지하였다.The existing technology for discriminating black ice detected whether black ice occurred on the road surface through spectral measurement or analysis of road environment information (temperature, humidity, atmospheric pressure, precipitation, etc.).

기존 방식은 다양한 환경변수 고려가 필요해 블랙아이스의 발생을 정확히 예측하는데 어려움이 있으며 지능형 교통망을 활용한 새로운 기술을 접목한 블랙아이스 판별 기술이 필요하다.The existing method requires consideration of various environmental variables, making it difficult to accurately predict the occurrence of black ice.

근래에 블랙아이스에 의한 국내 도로 교통 사고로 교통사고 상해자 및 사망자 급증하고 있다.In recent years, the number of traffic accident injuries and deaths due to domestic road traffic accidents caused by black ice is increasing rapidly.

운전자가 인식하지 못하는 노면의 빙결은 강설 및 강우 상황보다 훨씬 위험하다. Freezing on the road surface that the driver is not aware of is much more dangerous than snow and rain conditions.

운전자는 강우 및 강설 이후에 도로 주행 시 감속하는 것이 일반적이므로 사고가 발생한다고 하여도 미미한 사고가 대부분이나, 운전자가 인식하지 못하는 노면에 발생한 빙결(블랙아이스)에 대해서는 고속으로 주행 중 이를 발견하더라도 대형사고로 이어질 위험성이 크다.Since it is common for drivers to decelerate while driving on the road after rain or snowfall, most accidents are minor even if they occur. The risk of causing an accident is high.

국내에서 최근 5년간 도로 결빙으로 인한 교통사고는 6,578건에 달하고, 이 사고로 약 1만2천여 명이 다치고 199명이 사망하였으며, 결빙 교통사고의 치사율은 3%로 교통사고 평균 치사율인 1.94%보다 더 높다.In Korea, over the past five years, there have been 6,578 traffic accidents due to road icing, which resulted in approximately 12,000 injuries and 199 deaths. higher

이에 국토교통부는 블랙아이스로 인한 사고가 재발하지 않도록 현재 지정된 결빙 취약구간을 전면 재조사하고, 추가로 결빙 취약간을 지정할 필요가 있는지 검토하고 있다.Accordingly, the Ministry of Land, Infrastructure and Transport is reviewing whether it is necessary to designate an additional ice vulnerable section by thoroughly re-investigating the currently designated ice vulnerable section so that an accident caused by black ice does not recur.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법은, (a) 카메라의 이미지 센서가 노면 이미지를 촬영하고, 상기 카메라의 조도센서가 주변의 조도 값을 측정하는 단계; (b)상기 이미지 센서가 촬영한 이미지의 픽셀 값을 분석하고, 상기 조도 값 및 픽셀 값을 기초로 노면의 휘도 및 균제도를 측정하는 단계; (c) 상기 휘도 및 균제도값을 기초로 노면 상태 및 블랙아이스의 존재 유무를 판단하는 단계; (d) 노면에 상기 블랙아이스가 있는 것으로 판별되는 경우 ITS서버로 블랙아이스 정보 및 이미지센서의 위치 정보를 전송 하는 단계; 및 (e) 상기 ITS 서버가 블랙아이스가 위치한 곳 주변의 도로에 설치된 디스플레이 단말로 블랙아이스 주의 안전문구안내 메시지를 전송하는 단계; 를 포함하고, 상기 카메라는 도로의 전부 또는 일부를 촬영할 수 있는 곳에 설치되어 상기 ITS서버와 유무선으로 연결되어 통신하는 것일 수 있다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, the method for determining the black ice section by determining the luminance of the road surface according to an embodiment of the present invention includes: (a) an image sensor of a camera captures a road image, measuring, by the illuminance sensor of the camera, a value of ambient illuminance; (b) analyzing pixel values of images captured by the image sensor, and measuring luminance and uniformity of the road surface based on the illuminance values and pixel values; (c) determining a road surface condition and the presence or absence of black ice based on the luminance and uniformity values; (d) transmitting black ice information and location information of an image sensor to an ITS server when it is determined that there is black ice on the road surface; and (e) transmitting, by the ITS server, a safety phrase guidance message for warning of black ice to a display terminal installed on a road around a place where the black ice is located. Including, the camera may be installed in a place where all or part of the road can be photographed and connected to the ITS server through wired/wireless communication to communicate.

또한, 상기 (c)단계는, (c-1)상기 노면이미지를 구성하는 적어도 하나 이상의 픽셀의 픽셀 값을 산출하는 단계; (c-2)상기 픽셀 값의 분포형태, 픽셀값들의 평균값, 상기 평균값과 기 설정된 차이 이상을 갖는 픽셀들의 위치를 포함하는 노면이미지 픽셀 값 분석을 수행하고, 상기 조도 값, 및 상기 노면이미지 픽셀 값 분석의 결과를 참고하고, 기 설정된 테이블과 비교하여, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 산출하는 단계; (c-3) 상기 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 기초로, 상기 노면이 건조한 상태인지 젖은 상태인지 여부와 상기 노면 상에 블랙아이스가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하고, 상기 기 설정된 테이블은, 조도값, 휘도값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값에 대한 데이터 쌍이 노면이 젖거나 건조한 상태 및 블랙아이스가 존재하는 상태에 따라 복수 개로 규정되어 있는 것이고, 상기 (a) 단계 이전에 미리 설정되어 있는 것이며, 상기 휘도 값, 상기 종합 균제도 값 및 상기 차선 축 균제도 값에 대한 블랙아이스 판단 임계치를 추가로 저장하는 것일 수 있다.In addition, the step (c) may include: (c-1) calculating pixel values of at least one or more pixels constituting the road surface image; (c-2) a road image pixel value analysis is performed including a distribution of the pixel values, an average value of pixel values, and positions of pixels having a difference greater than or equal to a preset difference from the average value, the illuminance value, and the road image pixel calculating a luminance value of a road surface, an overall uniformity value, and a lane axis uniformity value by referring to a result of the value analysis and comparing it with a preset table; (c-3) determining whether the road surface is in a dry or wet state and whether black ice is present on the road surface based on the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value; and , in the preset table, a plurality of data pairs for the illuminance value, the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are specified according to the wet or dry road surface and the state in which black ice is present, ), and may be to additionally store black ice determination thresholds for the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value.

또한, 상기 (c-3) 단계는, 상기 기 설정된 테이블에 저장된 건조한 노면 환경에서 측정된 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값으로부터 소정의 범위 내에 상기 (c-2) 단계에서 산출한 픽셀 값의 평균값, 상기 노면의 휘도 값, 상기 종합 균제도 값 및 상기 차선 축 균제도 값이 포함되는 경우, 노면의 상태를 건조한 상태로 판단하는 단계; 및 상기 기 설정된 테이블에 저장된 젖은 노면 환경에서의 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값으로부터 소정의 범위 내에 (c-2) 단계에서 산출한 상기 픽셀 값의 평균값, 상기 노면의 휘도 값, 상기 종합 균제도 값 및 상기 차선 축 균제도 값이 포함되는 경우, 노면의 상태를 젖은 상태로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, in the step (c-3), the average value of the pixel values measured in the dry road surface environment stored in the preset table, the luminance value of the road surface, the total uniformity value, and the lane axis uniformity value are within a predetermined range from the (c-) determining the state of the road surface as a dry state when the average value of the pixel values calculated in step 2), the luminance value of the road surface, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are included; and the average value of the pixel values calculated in step (c-2) within a predetermined range from the average value of the pixel values in the wet road environment stored in the preset table, the luminance value of the road, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value, and determining that the road surface is a wet state when the luminance value of the road surface, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are included.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 노면 이미지 내의 픽셀 값의 평균값과 기 설정된 차이 이상의 값을 갖는 후보픽셀들이 위치한 곳에 대한 분포 맵을 도출하고, 분포맵 상에서 후보픽셀들의 위치들 중, 후보픽셀들이 밀집한 위치를 추출하고, 해당 위치의 후보픽셀들의 픽셀 값과 기 설정된 임계치를 비교함으로써, 해당 위치에 블랙아이스가 존재하는지 판단하고, 상기 카메라가 노면을 비추는 각도와 해당 위치를 비교함으로써, 노면상에 블랙아이스가 차량주행방향의 좌측/중앙/우측 중 어느 곳에 위치하는지를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 (e) 단계는, 상기 카메라로부터 블랙아이스에 대한 정보를 수신하는 경우, 상기 블랙아이스가 위치한 노면의 주행방향의 반대 방향으로부터 상기 카메라에 가까운 순서대로 위치한 적어도 하나 이상의 디스플레이 단말에 대하여 블랙아이스 안전문구안내 메시지를 전송하여 디스플레이 단말에 표시되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다.Also, in the step (c), a distribution map is derived for where candidate pixels having a value greater than or equal to a preset difference from the average value of the pixel values in the road surface image are located, and among the positions of the candidate pixels on the distribution map, the candidate pixels are By extracting a dense location, comparing the pixel values of candidate pixels at the location with a preset threshold, determining whether black ice exists at the location, and comparing the angle with the location at which the camera illuminates the road surface, on the road surface and determining whether the black ice is located on the left/center/right side of the vehicle driving direction, wherein the step (e) includes: when information on black ice is received from the camera, the road surface on which the black ice is located and transmitting a black ice safety phrase guide message to at least one display terminal located in an order close to the camera from a direction opposite to the driving direction of the vehicle to be displayed on the display terminal.

또한, 상기 (c) 단계는, 노면을 주행하는 차량으로부터 블랙아이스 존재여부에 대한 정보를 상기 카메라가 수신하고, 상기 (e) 단계는, 상기 카메라로부터 상기 이미지센서를 통해 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보와 상기 차량으로부터 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보가 모두 '블랙아이스 존재'를 나타내는 경우, 상기 ITS서버로 상기 블랙아이스 정보 및 이미지센서의 위치 정보를 전송하는 것이고, 상기 노면을 주행하는 차량으로부터 블랙아이스 존재여부에 대한 정보를 상기 카메라가 수신하는 과정은, 차량의 컨트롤러가, 상기 차량의 주행 속도와 휠 속도를 이용하여, 상기 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산하고, 상기 휠 각각에 대한 수직 방향의 힘 및 횡 방향의 힘을 이용하여 상기 차량과 노면 사이의 마찰 계수를 계산하고, 상기 계산된 슬립률 및 마찰 계수 및 기 설정된 노면상태 그래프를 이용하여, 상기 노면의 상태가 젖음/얼음/건조/눈 중 어느 하나의 상태인지를 판단하고, 상기 차량의 후방 방향에 설치된 적외선 센서를 기초로 적외선 빛을 조사한 후, 노면으로부터 반사되는 빛의 반사율이 임계값 이하인지 판단하고, 상기 노면의 상태가 얼음을 가리키고 상기 반사율이 임계값 이하에 해당되는 경우, 상기 노면에 블랙 아이스가 존재한다고 판단하는 것일 수 있다.In addition, in step (c), the camera receives information on the presence or absence of black ice from a vehicle traveling on the road surface, and in step (e), the presence or absence of black ice acquired from the camera through the image sensor When both the information on the vehicle and the information on the presence or absence of black ice acquired from the vehicle indicate 'the presence of black ice', the black ice information and the location information of the image sensor are transmitted to the ITS server, and the vehicle is driven on the road surface. The process in which the camera receives information on the presence or absence of black ice from a vehicle that The friction coefficient between the vehicle and the road surface is calculated using the force in the vertical direction and the force in the lateral direction for each wheel, and the condition of the road surface is calculated using the calculated slip ratio and friction coefficient and a preset road surface condition graph. is wet/ice/dry/snow in any one state, and after irradiating infrared light based on the infrared sensor installed in the rear direction of the vehicle, and determining whether the reflectance of light reflected from the road surface is below a threshold value, , when the condition of the road surface indicates ice and the reflectance is equal to or less than a threshold value, it may be determined that black ice is present on the road surface.

본 발명은 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 시스템을 제안한다.The present invention is to solve the problems of the prior art, and proposes a system for discriminating a black ice section by discriminating luminance.

블랙아이스 발생 위험성이 높은 장소인 고가도로, 교량, 겨울 습도가 높은 산간지역 등에 블랙아이스 감지 시스템을 설치하여, 구간을 진입하는 차량에 블랙아이스 발생 정보를 사전에 전달해 저속으로 안전하게 구간을 통과하도록 유도할 수 있다.By installing a black ice detection system in overpasses, bridges, and mountainous areas with high winter humidity, where there is a high risk of black ice, information on the occurrence of black ice is transmitted to vehicles entering the section in advance to induce them to safely pass the section at low speed. can

미국교통조사보고서에 따르면, 전방 위험사항에 대한 경고가 있을 때, 운전자가 실제로 일어날 사고의 80% 정도 예방이 가능하다는 연구 결과가 보고된 바 있다.According to the U.S. Traffic Survey Report, research results have been reported that when there is a warning of a danger ahead, about 80% of accidents that actually happen to drivers can be prevented.

따라서, 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 시스템을 통하여 블랙아이스로 인한 인명사고를 미연에 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent human accidents due to black ice in advance through the system for discriminating the black ice section by determining the luminance.

또한, 블랙아이스 관련 측정 편의성 및 정확성 확보할 수 있다.In addition, it is possible to secure the convenience and accuracy of black ice-related measurements.

기존에 블랙아이스 판별 방법은 노면을 접촉 또는 외부환경정보(온도, 습도, 풍속 등)를 바탕으로 마찰계수 및 노면 온도를 직접 파악하여 블랙아이스 발생을 추정하는 것으로 기술적으로 구현 및 유지보수에 기술적 어려움이 있었다.The existing black ice identification method is to estimate the occurrence of black ice by directly grasping the friction coefficient and road surface temperature based on contact with the road surface or external environmental information (temperature, humidity, wind speed, etc.), which is technically difficult to implement and maintain. there was

반면, 노면의 휘도를 분석하여 블랙아이스를 감지 방식은 노면과 직접 접촉 하지 않는 방식으로, 이미지 센서를 이용해 노면의 휘도를 측정하여 노면 상태(마름, 젖음, 블랙아이스 등)를 추정할 수 있어 기존의 기술보다 기술의 수준, 기계적 복잡도 등에서 월등히 우수한 시스템이다.On the other hand, the method of detecting black ice by analyzing the luminance of the road surface is a method that does not directly contact the road surface. It is a system that is far superior to the technology of

도1은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법의 시스템에 대한 구조도 이다.
도2는 도1은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 서버의 내부구성을 나타내는 블록도 이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 카메라의 내부구성을 나타내는 블록도 이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 도로 조명 휘도 기준 테이블의 예시도 이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 블랙아이스 판단 기준 테이블의 예시도 이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법의 동작 순서도 이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 노면 상태 측정 시스템의 구성에 관한 블록도 이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 슬립률을 통하여 노면의 상태를 측정 하는 동작 순서도 이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 노면의 상태 별 차량의 슬립률과 마찰 계수에 관한 그래프 표 이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따르는, 노면 상태 측정 시스템의 동작 순서도이다.
1 is a structural diagram of a system of a method for discriminating a black ice section by discriminating the luminance of a road surface according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the internal configuration of a server, according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a camera according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram of a road lighting luminance reference table according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram of a black ice determination criterion table according to an embodiment of the present invention.
6 is an operation flowchart of a method of discriminating a black ice section by discriminating the luminance of a road surface according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram illustrating the configuration of a road surface condition measurement system according to an embodiment of the present invention.
8 is an operation flowchart of measuring the state of the road surface through the slip rate according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph table relating to a slip rate and a friction coefficient of a vehicle for each road surface condition according to an embodiment of the present invention.
10 is an operation flowchart of a road surface condition measurement system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.In this specification, a "part" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. In addition, one unit may be implemented using two or more hardware, and two or more units may be implemented by one hardware. Meanwhile, '~ unit' is not limited to software or hardware, and '~ unit' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, '~' denotes components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functions provided in the components and '~ units' may be combined into a smaller number of components and '~ units' or further separated into additional components and '~ units'. In addition, components and '~ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or secure multimedia card.

이하에서 언급되는 "사용자 단말"은 네트워크를 통해 서버나 타 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), VR HMD(예를 들어, HTC VIVE, Oculus Rift, GearVR, DayDream, PSVR 등)등을 포함할 수 있다. 여기서, VR HMD 는 PC용 (예를 들어, HTC VIVE, Oculus Rift, FOVE, Deepon 등)과 모바일용(예를 들어, GearVR, DayDream, 폭풍마경, 구글 카드보드 등) 그리고 콘솔용(PSVR)과 독립적으로 구현되는 Stand Alone 모델(예를 들어, Deepon, PICO 등) 등을 모두 포함한다. 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라, 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, 초음파(Ultrasonic), 적외선, 와이파이(WiFi), 라이파이(LiFi) 등의 통신 모듈을 탑재한 각종 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, "네트워크"는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.The "user terminal" referred to below may be implemented as a computer or portable terminal that can access a server or other terminal through a network. Here, the computer is, for example, a laptop, desktop, laptop, VR HMD (eg, HTC VIVE, Oculus Rift, GearVR, DayDream, PSVR, etc.) equipped with a web browser (WEB Browser), etc. may include. Here, VR HMD is for PC (eg, HTC VIVE, Oculus Rift, FOVE, Deepon, etc.), for mobile (eg, GearVR, DayDream, Storm Horse, Google Cardboard, etc.) Independently implemented Stand Alone models (eg Deepon, PICO, etc.) are included. A portable terminal is, for example, a wireless communication device that guarantees portability and mobility, and includes not only a smart phone, a tablet PC, a wearable device, but also Bluetooth (BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, and ultrasound (Ultrasonic). , infrared, Wi-Fi, Li-Fi, etc. may include various devices equipped with a communication module. In addition, the "network" refers to a connection structure capable of exchanging information between each node, such as terminals and servers, and includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet. (WWW: World Wide Web), wired and wireless data networks, telephone networks, wired and wireless television networks, and the like. Examples of wireless data communication networks include 3G, 4G, 5G, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, Bluetooth communication, infrared communication, ultrasound Communication, Visible Light Communication (VLC), LiFi, etc. are included, but are not limited thereto.

본 발명은 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법에 관한 것 으로써, 카메라(200)가 조명장치(300)가 설비된 노면(100)을 촬영하여 노면 이미지를 획득하고 분석한 뒤, ITS서버(400)를 통하여 사용자단말에게 블랙 아이스에 관한 정보를 제공하기 위한 기술이다.The present invention relates to a method for discriminating a black ice section by determining the luminance of a road surface. It is a technology for providing information on black ice to a user terminal through the ITS server 400 .

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법의 시스템은 노면(100), 카메라(200), 조명장치(300) 및 ITS서버(400)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a system of a method for determining a black ice section by determining the luminance of a road surface according to an embodiment of the present invention is a road surface 100 , a camera 200 , a lighting device 300 , and an ITS server 400 . ) may be included.

여기서, 노면(100)은 자동차 또는 사람이 탑승하는 승용물이 주행하는 도로의 표면을 말하는 것으로써, 주행 방향을 구분하는 차선을 포함하는 것 일 수 있다.Here, the road surface 100 refers to a surface of a road on which a vehicle or a passenger vehicle on which a person rides travels, and may include lanes for dividing driving directions.

카메라(200)는 도로의 전부 또는 일부를 촬영할 수 있는 곳에 설치되어 상기 ITS서버(400)와 유무선으로 연결되어 통신할 수 있으며, 조도센서가 포함되어 카메라(200)가 설치된 주변환경에 대한 조도 값을 수집할 수 있다.The camera 200 is installed in a place where all or part of the road can be photographed, and can communicate with the ITS server 400 by wire/wireless communication. can be collected.

본 발명의 일 실시예에 따르는 카메라는 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법을 수행하는 프로그램(또는 애플리케이션)이 저장된 메모리와 위 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.A camera according to an embodiment of the present invention may include a memory in which a program (or application) for performing a method of determining a black ice section by determining the luminance of a road surface is stored and a processor executing the above program.

또한, 이미지센서(210) 및 조도 센서(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램의 실행에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있는데, 각 기능에 따라 프로세서에 포함되는 세부 구성요소들을 휘도 측정부(230) 및 블랙 아이스 판단부(240)로 나타낼 수 있다.In addition, it may be configured to include an image sensor 210 and an illuminance sensor 220 . Here, the processor may perform various functions according to the execution of the program stored in the memory, and detailed components included in the processor may be represented by the luminance measuring unit 230 and the black ice determining unit 240 according to each function.

조명장치(300)는 노면(100)으로부터 인접한 장소에 설치되어, 노면(100)에 가시광선 또는 적외선을 주사하여 도로에 필요한 시야 제공 역할을 수행하는 것 일 수 있다.The lighting device 300 may be installed at a location adjacent to the road surface 100 , and may perform a role of providing a field of view necessary for the road by scanning visible light or infrared rays on the road surface 100 .

도로에 설치된 조명장치(300)는 노면(100)을 비추었을 때, 적절한 노면(100) 휘도가 유지되고, 휘도의 분포가 균일한 것일 수 있다.When the lighting device 300 installed on the road illuminates the road surface 100 , an appropriate luminance of the road surface 100 may be maintained and the luminance distribution may be uniform.

조명장치(300)로부터 생성된 빛은 노면 휘도(노면이 조명장치(300)에서 오는 광속을 반사하여 생기는 휘도, cd/㎡), 종합균제도(노면휘도 분포의 균일한 정도를 나타내는 휘도의 비) 및 차선축균제도(전방 노면의 눈에 보이는 밝기 분포의 균일한 정도를 나타내는 휘도의 비) 등의 형태로 측정 될 수 있다.The light generated from the lighting device 300 includes the road surface luminance (the luminance generated by the road surface reflecting the light flux from the lighting device 300, cd/m2), and the overall uniformity (the ratio of the luminance indicating the uniformity of the road surface luminance distribution). and lane axis equalization (ratio of luminance indicating the uniformity of the visible brightness distribution on the front road surface).

또한, 조명장치(300)는 성능과 관련하여 복수의 등급으로 나뉠 수 있다. 각 등급에 따라 건조한 노면에서의 평균노면휘도, 종합균제도, 차선축균제도 및 젖은 노면에서의 종합균제도으로 휘도 기준을 구분하여 제공할 수 있으며, 젖은 노면의 종합균제도가 매우 밝은 영역과 어두운 영역이 교차하여 균제도가 감소하기 때문에 건조한 노면과 비교해 현저히 낮게 측정 될 수 있다.In addition, the lighting device 300 may be divided into a plurality of grades in relation to performance. According to each grade, the luminance standard can be provided separately as average road surface luminance on dry road surface, overall uniformity system, lane axis uniformity system, and comprehensive uniformity system on wet road surface. As a result, the uniformity is reduced, so it can be measured significantly lower than on a dry road surface.

ITS서버(400)는 카메라(200)로부터 블랙 아이스에 대한 정보를 수신하고, I 블랙 아이스가 위치한 곳 주변의 도로에 설치된 디스플레이 단말로 블랙아이스 주의 안전문구안내 메시지를 전송할 수 있다.The ITS server 400 may receive information on black ice from the camera 200 and transmit a safety phrase guidance message for warning of black ice to a display terminal installed on a road around a place where the I black ice is located.

종합하면, 노면(100)에 조명장치(300)가 광원 역할을 하고 카메라(200)가 노면 이미지를 촬영하여 분석하여 분석 결과에 따라 ITS서버(400)에 제공하여 도로 노면의 블랙아이스 구간을 판별하는 것이다. In summary, the lighting device 300 acts as a light source on the road surface 100, and the camera 200 captures and analyzes the road surface image and provides it to the ITS server 400 according to the analysis result to determine the black ice section of the road surface. will do

도2는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 서버의 구조도이다. 이때, 본 명세서에서 지칭하는 서버는 본 발명의 일 실시예에 따르는 ITS서버를 포함할 수 있으며, DB(DataBase), 프로세서, 통신모듈 및 메모리로 구성되는 것 일 수 있다.2 is a structural diagram of a server according to an embodiment of the present invention. In this case, the server referred to in this specification may include an ITS server according to an embodiment of the present invention, and may be composed of a DB (DataBase), a processor, a communication module, and a memory.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 카메라(200)에 대하여 설명하도록한다. 카메라(200)는 이미지센서(210), 조도센서(220), 휘도 측정부(230) 및 블랙 아이스 판단부(240)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , a camera 200 according to an embodiment of the present invention will be described. The camera 200 may include an image sensor 210 , an illuminance sensor 220 , a luminance measurement unit 230 , and a black ice determination unit 240 .

이미지센서(210)는 노면(100)을 촬영하여 획득한 노면 이미지를 휘도 측정부(230)로 제공할 수 있다. The image sensor 210 may provide a road surface image obtained by photographing the road surface 100 to the luminance measuring unit 230 .

노면 이미지는 수 많은 타일의 집합 형태로써, 모자이크 그림과 같은 사각형 픽셀로 이루어져 있고, 이 픽셀의 결합으로 이미지를 형성하는 것일 수 있다.A road image is a collection of many tiles, and may be composed of square pixels like a mosaic picture, and an image may be formed by combining these pixels.

이미지센서(120)는 CCD(Charge Coupled Device) 방식 및 CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor) 방식으로 노면(100)의 이미지를 획득하는 것일 수 있다.The image sensor 120 may acquire an image of the road surface 100 using a CCD (Charge Coupled Device) method and a CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) method.

CCD와 CMOS에 관련된 기술은 종래 기술이므로, 본 명세서에서는 자세히 기술하지 않는다.Since the technologies related to CCD and CMOS are prior art, they are not described in detail herein.

조도센서(220)는 카메라(200)가 설치된 주변환경에 대한 조도를 측정할 수 있으며, 측정한 조도를 휘도 측정부(230)로 제공할 수 있다. The illuminance sensor 220 may measure the illuminance of the surrounding environment in which the camera 200 is installed, and may provide the measured illuminance to the luminance measuring unit 230 .

이때, 본 발명의 일 실시예에 따르는 조도는 어떤 면이 받는 빛의 세기를 나타내는 값으로 단위 면적에 도달하는 광선속도로 계산되는 것일 수 있다.In this case, the illuminance according to an embodiment of the present invention is a value representing the intensity of light received by a certain surface, and may be calculated at a luminous speed reaching a unit area.

한편, 휘도 측정부(230)는 조도 값과 픽셀 값을 기초로 노면의 휘도 및 균제도를 측정하는 동작을 수행할 수 있다.Meanwhile, the luminance measuring unit 230 may perform an operation of measuring the luminance and uniformity of the road surface based on the illuminance value and the pixel value.

이 과정을 자세히 설명하면, 휘도 측정부(230)는 조도센서(220)로부터 주변환경에 대한 조도 값을 측정하고, 이미지센서(210)로부터 제공받은 노면 이미지를 구성하는 각각의 픽셀로부터 픽셀의 평균 값을 획득한다.To describe this process in detail, the luminance measuring unit 230 measures the illuminance value for the surrounding environment from the illuminance sensor 220 , and the average of pixels from each pixel constituting the road image provided from the image sensor 210 . get the value

이때, 픽셀의 평균 값을 획득은 픽셀 값의 분포형태, 픽셀 값들의 평균값, 이 평균값과 기 설정된 차이 이상을 갖는 픽셀들의 위치를 포함하는 노면이미지 픽셀 값 분석을 수행하여 획득되는 것일 수 있다. 구체적으로, 노면 이미지 중 픽셀값들의 전체 평균값 및 각 픽셀값의 분포형태를 통해 노란색 혹은 흰색 노선과 차량이 주행하는 노면 부분을 구분할 수 있고, 노면 부분에서 기 설정된 차이 이상의 갖는 픽셀들이 존재한다고 판단되면 블랙아이스로 추정되는 의심물체가 노면 상에 위치하고 있다고 판단할 수 있다. In this case, the acquisition of the average value of the pixel may be obtained by performing pixel value analysis of the road surface image including the distribution of pixel values, the average value of the pixel values, and positions of pixels having a difference greater than or equal to a preset difference from the average value. Specifically, the yellow or white route and the road surface part on which the vehicle travels can be distinguished through the overall average value of pixel values and the distribution of each pixel value in the road surface image, and when it is determined that pixels having a difference greater than or equal to a preset difference exist in the road surface part It can be determined that a suspicious object presumed to be black ice is located on the road surface.

이후, 휘도 측정부(230)는 주변환경에 대한 조도 값 및 노면이미지 픽셀 값 분석의 결과를 참고하여, 기 설정된 테이블과 비교하여 기 설정된 알고리즘 또는 수식에 따라 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 산출하여 블랙 아이스 판단부(240)로 제공할 수 있다. 기 설정된 테이블은 이하에서 자세히 설명하도록 한다.Thereafter, the luminance measuring unit 230 refers to the results of the analysis of the illuminance value for the surrounding environment and the road image pixel value, compares it with a preset table, and compares the luminance value of the road surface, the overall uniformity value, and the lane according to a preset algorithm or formula. The axis uniformity value may be calculated and provided to the black ice determination unit 240 . The preset table will be described in detail below.

도4를 참조하면, 기 설정된 테이블은 조명장치(300)의 등급에 따라, 조도값, 휘도값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값에 대한 데이터 쌍이 노면이 젖거나 건조한 상태 및 블랙아이스가 존재하는 상태에 따라 복수 개로 규정되어 있는 것일 수 있으며, 본 발명의 실시 이전에 미리 설정되어 있는 것일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the preset table contains data pairs for the illuminance value, the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value, depending on the grade of the lighting device 300, in which the road surface is wet or dry and black ice is present. A plurality may be defined according to the state, and may be preset prior to the implementation of the present invention.

또한, 테이블 내의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값에 대한 블랙아이스 판단의 기준이 되는 임계치를 추가로 저장하는 것일 수 있다.In addition, a threshold value serving as a criterion for judging black ice with respect to the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value in the table may be additionally stored.

또한, 주변 환경의 광량 대비할 때, 블랙아이스가 존재하는 경우 카메라를 통해서 촬영된 이미지의 픽셀값 및 휘도계를 통해 측정한 휘도값을 실험을 통해 미리 테이블로 구축할 수 있다. 또한, 블랙아이스가 존재하지 않는 경우 카메라를 통해서 촬영된 이미지 픽셀값, 및 휘도계를 통해 측정한 휘도값을 실험을 통해 미리 테이블로 구축할 수 있다. 이는 실험을 통해 미리 테이블로 구축할 수 있다. 이러한 경우, 테이블은 조도값, 촬영한 이미지의 픽셀값의 평균값, 휘도값의 필드를 갖게 되며, 블랙아이스가 존재할 때와 존재하지 않을 때 별로 다른 필드값을 갖게 된다. In addition, when comparing the amount of light in the surrounding environment, when black ice is present, pixel values of an image photographed through a camera and luminance values measured through a luminance meter may be established as a table in advance through an experiment. In addition, when black ice does not exist, pixel values of an image photographed by a camera and a luminance value measured by a luminance meter may be established as a table in advance through an experiment. This can be established as a table in advance through experimentation. In this case, the table has fields of the illuminance value, the average value of the pixel values of the photographed image, and the luminance value, and has different field values when black ice is present and when it does not exist.

이 테이블과 상술한 도 4의 테이블을 결합할 경우, 도 5와 같은 테이블을 확보할 수 있다. When this table is combined with the table of FIG. 4 described above, a table as shown in FIG. 5 can be secured.

즉, 도5를 참조하면, 주변환경에 대한 조도값과 촬영한 이미지의 픽셀값의 평균값만을 알게 되더라도, 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 알 수 있으며, 이를 통해 블랙아이스가 존재하는지 여부에 대해 파악할 수 있다. That is, referring to FIG. 5 , even if only the average value of the illuminance value for the surrounding environment and the pixel value of the photographed image is known, the luminance value, the total uniformity value, and the lane axis uniformity value can be known. can determine whether or not

구체적으로, 블랙 아이스 판단부(240)는 휘도 측정부(240)로부터 제공받은 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 기초로, 촬영한 이미지 내의 노면이 건조한 상태인지 젖은 상태인지 여부를 판단하는 동작과 노면 상에 블랙아이스가 존재하는지 여부를 판단하는 동작을 수행한다.Specifically, the black ice determining unit 240 determines whether the road surface in the photographed image is in a dry or wet state based on the luminance value, the comprehensive uniformity value, and the lane axis uniformity value provided from the luminance measurement unit 240 . operation and determining whether black ice is present on the road surface.

기 설정된 테이블에 저장된 건조한 노면 환경에서 측정된 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값으로부터 소정의 범위 내에, 휘도 측정부(230)가 산출한 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값이 포함되는 경우, 노면의 상태를 건조한 상태이며 블랙아이스가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.The average value of the pixel values calculated by the luminance measurement unit 230 within a predetermined range from the average value of the pixel values measured in a dry road surface environment stored in a preset table, the luminance value of the road surface, the total uniformity value, and the lane axis uniformity value, the average value of the pixel values, the road surface When the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are included, it may be determined whether the road surface is dry and black ice is present.

유사한 방식으로, 기 설정된 테이블에 저장된 젖은 노면 환경에서의 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값으로부터 소정의 범위 내에 휘도 측정부(230)가 산출한 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값이 포함되는 경우, 노면의 상태를 젖은 상태이며 블랙아이스가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.In a similar manner, the average value of the pixel values calculated by the luminance measuring unit 230 within a predetermined range from the average value of the pixel values in the wet road environment stored in the preset table, the luminance value of the road surface, the total uniformity value, and the lane axis uniformity value. , when the luminance value of the road surface, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are included, it may be determined whether the state of the road surface is wet and black ice is present.

예를 들어, 현재 촬영된 이미지가 휘도 값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값이 각각 13.1, 0.42, 0.59라고 가정하도록 한다.For example, it is assumed that the currently captured image has luminance value, total uniformity value, and lane axis uniformity value of 13.1, 0.42, and 0.59, respectively.

도5를 참조하여, 블랙 아이스 판단부(240)는 기 설정된 테이블을 탐색하여 13.1, 0.42, 0.59가 어떤 테이블 값으로부터 기 설정된 범위 내에 해당하는지를 판단할 수 있다. 이어서, 블랙 아이스 판단부(240)는 블랙아이스가 존재하며 건조한 노면일 때의 휘도 값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값이 각각 13.4, 0.43, 0.61 인 것을 파악한다.Referring to FIG. 5 , the black ice determination unit 240 may search a preset table and determine from which table values 13.1, 0.42, and 0.59 fall within a preset range. Next, the black ice determination unit 240 determines that the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are 13.4, 0.43, and 0.61, respectively, when black ice is present and a dry road surface is present.

이 때, 현재 촬영된 이미지의 분석 결과 값이 블랙아이스가 존재하며 건조한 노면의 상태일 때의 값과 유사한 것을 파악하고 노면의 상태를 건조한 상태로 판단할 수 있다.In this case, it is possible to determine that the value of the analysis result of the currently photographed image is similar to the value when the black ice is present and the road surface is dry, and the road surface condition can be determined as the dry condition.

이어서, 노면 상의 어느 위치에 블랙아이스가 존재하는지 여부를 판단하는 동작에 관하여 설명한다. 카메라(200)가 촬영한 노면 이미지 내의 픽셀 값의 평균값과 유의미한 차이 이상의 값을 갖는 픽셀을 후보 픽셀로 설정한다. 예를 들면, 휘도의 영향으로 인해, 블랙아이스 부분의 픽셀값이 노면 위의 다른 부분과 소정의 차이 이상의 값을 나타낼 수 있다. Next, an operation of determining whether black ice is present at any position on the road surface will be described. A pixel having a value greater than or equal to a significant difference from an average value of pixel values in a road image captured by the camera 200 is set as a candidate pixel. For example, due to the influence of luminance, the pixel value of the black ice portion may represent a value greater than or equal to a predetermined difference from other portions on the road surface.

후보 픽셀들이 위치한 곳에 대한 분포 맵을 도출하고, 분포 맵 상에서 후보픽셀들의 위치들 중, 후보픽셀들이 밀집한 위치를 추출하여 해당 위치의 후보픽셀들의 픽셀 값과 기 설정된 임계치를 비교함으로써, 해당 위치에 블랙아이스가 존재하는지 판단할 수 있다. 예를 들면, 아주 작은 크기의 블랙아이스라면 주행에 큰 영향을 미치지 않기 때문에, 어느 정도 크기가 있는 블랙아이스를 검출하는 것이 필요하다. 따라서, 후보픽셀들이 밀집해 있는 부분을 검출하고, 해당 후보픽셀들의 단위서브픽셀(9 X 9픽셀)당 픽셀값의 평균값으로 규정된 임계치와 비교함으로써, 해당 임계치보다 높다면 블랙아이스가 위치하는 것으로 판단할 수있다. By deriving a distribution map for a location where candidate pixels are located, extracting a location where candidate pixels are dense from among locations of candidate pixels on the distribution map, and comparing the pixel value of the candidate pixels at the location with a preset threshold, the black at the location It is possible to determine whether ice is present. For example, since black ice of a very small size does not have a significant effect on driving, it is necessary to detect black ice having a certain size. Therefore, by detecting the part where candidate pixels are dense and comparing it with a threshold defined as an average value of pixel values per unit sub-pixel (9 X 9 pixels) of the candidate pixels, if it is higher than the threshold, black ice is located. can judge

또한, 카메라(200)가 노면(100)을 비추는 각도와 해당 위치를 비교함으로써, 노면상에 블랙아이스가 차량주행방향의 좌측/중앙/우측 중 어느 곳에 위치하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 카메라가 한 개의 노선만을 촬영한다고 가정할 때, 카메라가 촬영한 영상의 좌측에서 블랙아이스 의심부분이 발견이 된 경우, 해당 카메라가 차량과 마주하는 방향에서 촬영을 하고 있다면, 차량 입장에서는 우측에 블랙아이스가 위치한 것이 된다. In addition, by comparing the angle at which the camera 200 illuminates the road surface 100 and the corresponding position, it is possible to determine whether the black ice is located on the road surface in the left/center/right side of the vehicle driving direction. For example, assuming that the camera shoots only one route, if a black ice suspicious part is found on the left side of the image taken by the camera, if the camera is shooting in the direction facing the vehicle, enter the vehicle The black ice is located on the right.

그에 따라, 디스플레이 단말로 안전문구 안내 메시지가 전송될 때에 메시지 내에 블랙아이스 위치 정보까지 포함할 수 있도록 구현할 수 있다. Accordingly, when the safety phrase guidance message is transmitted to the display terminal, it can be implemented to include black ice location information in the message.

예를 들어, 현재 촬영된 이미지가 휘도 값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값이 각각 9.9, 0.13, 0.61이라고 가정하도록 한다.For example, it is assumed that the currently captured image has luminance value, total uniformity value, and lane axis uniformity value of 9.9, 0.13, and 0.61, respectively.

도5를 참조하여, 블랙 아이스 판단부(240)는 기 설정된 테이블을 탐색하여 블랙아이스가 존재하지 않으며 젖은 노면일 때의 휘도 값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값이 각각 10.0, 0.11, 0.59 인 것을 파악한다.Referring to FIG. 5 , the black ice determination unit 240 searches a preset table to set the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value of 10.0, 0.11, and 0.59 when there is no black ice and the wet road surface is 10.0, 0.11, and 0.59, respectively. figure out what

현재 촬영된 이미지의 분석 결과 값이 블랙아이스가 존재하지 않으며 젖은 노면의 상태일 때의 값과 유사한 것을 파악하고 노면의 상태를 젖은 상태이며 블랙아이스가 없는 것으로 판단할 수 있다.As a result of analyzing the currently photographed image, it is determined that the value is similar to the value when there is no black ice and there is no black ice, and it can be determined that the condition of the road surface is wet and there is no black ice.

위에서 기술한 과정을 통해 카메라(200)가 노면(100)에 블랙 아이스가 존재한다고 판단하면, 카메라는 카메라(200)가 설치된 지역의 좌표를 ITS서버(400)로 전송한다.If the camera 200 determines that black ice is present on the road surface 100 through the process described above, the camera transmits the coordinates of the area where the camera 200 is installed to the ITS server 400 .

ITS서버(400)는 카메라(200)로부터 블랙아이스에 대한 정보를 수신하는 경우, 블랙아이스가 위치한 노면의 주행방향의 반대 방향으로부터 카메라(200) 설치된 곳에서 가까운 순서대로 위치한 복수의 디스플레이 단말에게 블랙아이스 안전문구안내 메시지를 전송하여 디스플레이 단말에 표시되도록 할 수 있다.When the ITS server 400 receives information on black ice from the camera 200, the black ice is transmitted to a plurality of display terminals located in the order close to the place where the camera 200 is installed from the direction opposite to the driving direction of the road surface on which the black ice is located. An ice safety phrase guide message can be transmitted to be displayed on the display terminal.

상술한 과정 중 노면의 블랙아이스를 판단하는 과정 및 ITS서버(400)를 통하여 블랙아이스 안전문구안내 메시지를 전송하는 과정은 노면을 주행중인 차량과 연계하여 수행될 수 도 있다. 이하에서 보다 상세히 기술하도록 한다.Among the above-described processes, the process of determining the black ice on the road surface and the process of transmitting the black ice safety phrase guide message through the ITS server 400 may be performed in connection with the vehicle driving on the road surface. It will be described in more detail below.

노면(100)을 주행하는 차량으로부터 블랙아이스 존재여부에 대한 정보를 상기 카메라(200)가 수신하고, 카메라(200)로부터 이미지센서(210)를 통해 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보와 상기 차량으로부터 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보가 모두 '블랙아이스 존재'를 나타내는 경우, ITS서버(400)로 상기 블랙아이스 정보 및 이미지센서의 위치 정보를 전송할 수 있다. The camera 200 receives information on the presence or absence of black ice from a vehicle traveling on the road surface 100 , and information on the presence or absence of black ice acquired from the camera 200 through the image sensor 210 and the vehicle When all of the information on the presence or absence of black ice acquired from the server indicates 'the presence of black ice', the black ice information and the location information of the image sensor may be transmitted to the ITS server 400 .

이때, 노면(100)을 주행하는 차량으로부터 블랙아이스 존재여부에 대한 정보를 상기 카메라가 수신하는 과정은, 차량의 컨트롤러에서 이루어 지는 것일 수 있다.In this case, the process in which the camera receives information on whether black ice exists from the vehicle traveling on the road surface 100 may be performed by the vehicle controller.

차량의 컨트롤러가 차량의 주행 속도와 휠 속도를 이용하여, 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산하고, 휠 각각에 대한 수직 방향의 힘 및 횡 방향의 힘을 이용하여 상기 차량과 노면 사이의 마찰 계수를 계산한다.The vehicle controller calculates the slip rate for each wheel of the vehicle using the vehicle traveling speed and the wheel speed, and uses the vertical and lateral forces for each wheel to provide friction between the vehicle and the road surface. Calculate the coefficients.

이후, 계산된 슬립률 및 마찰 계수 및 기 설정된 노면상태 그래프를 이용하여, 노면의 상태가 젖음/얼음/건조/눈 중 어느 하나의 상태인지를 판단한다.Thereafter, it is determined whether the state of the road surface is any one of wet/ice/dry/snow by using the calculated slip rate and friction coefficient and a preset road surface condition graph.

또한, 차량의 후방 방향에 설치된 적외선 센서를 기초로 적외선 빛을 조사한 후, 노면으로부터 반사되는 빛의 반사율이 임계값 이하인지 판단하여, 노면(100)의 상태가 얼음에 해당하며, 반사율이 임계값 이하에 해당하는 경우, 노면에 블랙 아이스가 존재한다고 판단할 수 있다.In addition, after irradiating infrared light based on the infrared sensor installed in the rear direction of the vehicle, it is determined whether the reflectance of the light reflected from the road surface is below a threshold value, the state of the road surface 100 corresponds to ice, and the reflectance is the threshold value In the following cases, it may be determined that black ice is present on the road surface.

도 6을 참조하여, 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따르는 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법의 동작 순서에 대해 설명한다.With reference to FIG. 6 , an operation sequence of a method of determining a black ice section by determining the luminance of a road surface according to an embodiment of the present invention will be described below.

카메라(200)가 노면(100)을 촬영하고 노면(100)의 휘도 및 균제도를 측정한다(S101).The camera 200 photographs the road surface 100 and measures the luminance and uniformity of the road surface 100 (S101).

이후, 노면 상태 및 블랙아이스의 존재 유무를 판단한다(S102).Thereafter, it is determined whether there is a road surface condition and black ice (S102).

이때, 노면에 블랙아이스가 있는 것으로 판별되는 경우, ITS서버(400)로 해당 정보를 전송 한다(S103).At this time, when it is determined that there is black ice on the road surface, the corresponding information is transmitted to the ITS server 400 (S103).

ITS 서버(400)가 블랙아이스가 위치한 곳 주변의 디스플레이 단말로 블랙아이스 주의문구 안내 메시지를 전송한다(S104).The ITS server 400 transmits a black ice caution phrase guide message to a display terminal around the place where the black ice is located (S104).

이하에서는, 추가 실시예로서, 차량의 컨트롤러가, 상기 차량의 주행 속도와 휠 속도를 이용하여, 상기 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산하고, 상기 휠 각각에 대한 수직 방향의 힘 및 횡 방향의 힘을 이용하여 상기 차량과 노면 사이의 마찰 계수를 계산하고, 상기 계산된 슬립률 및 마찰 계수 및 기 설정된 노면상태 그래프를 이용하여, 상기 노면의 상태를 측정한 후, ITS서버(400)나 카메라(200)로 블랙아이스와 연관된 정보를 제공하는 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, as a further embodiment, the controller of the vehicle calculates a slip ratio for each wheel of the vehicle using the traveling speed and wheel speed of the vehicle, and a force in a vertical direction and a lateral force for each of the wheels After calculating the friction coefficient between the vehicle and the road surface using the force of An embodiment of providing information related to black ice to the camera 200 will be described in detail.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 설치된 노면 상태 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining an apparatus for measuring a road surface condition installed in a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 노면 상태 측정 장치는 센서부(500), 노면 상태 판단부(510) 및 블랙 아이스 감지부(520)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the apparatus for measuring a road surface condition according to the present invention includes a sensor unit 500 , a road surface condition determination unit 510 , and a black ice detection unit 520 .

센서부(500)는 적어도 하나의 광학 센서를 포함하며, 이러한 광학 센서는 적외선 센서 또는 가시광 센서일 수있다. 이러한 광학 센서는 특정 파장의 빛을 노면으로 조사하며, 노면으로부터 반사된 빛을 수신한다. 센서부(500)는 차량의 전방 또는 후방에 설치될 수 있으며, 차량의 전방 방향의 노면(100)이나 후방 방향의 노면(100)으로 빛을 조사한다.The sensor unit 500 includes at least one optical sensor, and the optical sensor may be an infrared sensor or a visible light sensor. Such an optical sensor irradiates light of a specific wavelength to the road surface and receives light reflected from the road surface. The sensor unit 500 may be installed in the front or rear of the vehicle, and irradiates light to the road surface 100 in the front direction or the road surface 100 in the rear direction of the vehicle.

다시 도 7로 돌아가, 노면 상태 판단부(510)는 노면으로부터 반사된 빛의 반사율에 따라서, 노면 상태를 판단한다. 일 실시예로서, 노면 상태 판단부(510)는 노면 상태를 건조(dry), 젖음(wet), 적설(snow) 및 결빙(ice) 중 하나로 판단할 수 있다.Returning to FIG. 7 , the road surface condition determination unit 510 determines the road surface condition according to the reflectance of light reflected from the road surface. As an embodiment, the road surface condition determination unit 510 may determine the road surface condition as one of dry, wet, snow, and ice.

노면 상태가 결빙된 것으로 판단된 경우, 블랙 아이스 감지부(520)는 노면의 블랙 아이스를 감지한다. 블랙 아이스란, 노면에 매우 얇게 형성된 얼음으로서, 도로에 내인 눈이나 얼음 등이 녹았다가 다시 얼어붙으며 형성된다. 블랙 아이스의 경우 검은 아스팔트의 색이 그대로 비쳐 검게 보이기 때문에, 결빙에 의해 형성된 얼음과는 다른 광학적 특성을 나타낸다. 블랙 아이스는 아스팔트의 색이 그대로 비쳐 검게 보이기 때문에, 결빙에 의해 형성된 얼음에 대한 빛의 반사율에 비해, 블랙 아이스에 대한 빛의 반사율은 매우 낮다.When it is determined that the road surface condition is frozen, the black ice detection unit 520 detects black ice on the road surface. Black ice is ice formed very thinly on the road surface, and is formed by melting and re-freezing snow or ice in the road. In the case of black ice, since the color of black asphalt is reflected as it is and appears black, it exhibits different optical properties from ice formed by freezing. Since black ice shows the color of asphalt as it is, the reflectance of light to black ice is very low compared to the reflectance of light to ice formed by freezing.

블랙 아이스 감지부(520)는 이러한 광학적 특성의 차이를 이용하여 블랙 아이스를 감지하며, 일 실시예로서 적외선 빛의 반사율과 임계값을 비교하여 블랙 아이스를 감지할 수 있다.The black ice detector 520 detects black ice using the difference in optical characteristics, and as an example, compares the reflectance of infrared light with a threshold value to detect black ice.

본 발명의 일 실시예에 따르는 노면 상태 측정 장치는 슬립률 계산부 및 노면 상태 판단부를 포함한다.An apparatus for measuring a road surface condition according to an embodiment of the present invention includes a slip rate calculation unit and a road surface condition determination unit.

슬립률 계산부는 차량의 주행 속도와 휠 속도를 이용하여, 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산한다. 일 예로서 차량의 주행 속도는 차량에 장착된 GPS 장치나 관성 센서를 이용하여 측정될 수 있으며, 휠 속도는 휠의 속도 센서를 통해 측정될 수 있다.The slip ratio calculator calculates a slip ratio for each wheel of the vehicle by using the driving speed and the wheel speed of the vehicle. As an example, the traveling speed of the vehicle may be measured using a GPS device or an inertial sensor mounted on the vehicle, and the wheel speed may be measured through a wheel speed sensor.

차량의 슬립이 발생할 경우, 주행 속도와 휠 속도에 차이가 발생하며 이러한 차이의 크기에 따라서 슬립률이 계산될 수 있다.When the vehicle slip occurs, a difference occurs between the traveling speed and the wheel speed, and the slip ratio may be calculated according to the magnitude of the difference.

노면 상태 판단부는 슬립률 계산부에서 계산된 슬립률에 따른, 차량과 노면 사이의 마찰 계수를 이용하여, 노면의 상태를 판단한다. 마찰 계수 역시 차량의 휠 별로 계산되며, 휠 각각에 대한 수직 방향의 힘과 횡 방향의 힘에 따라 계산될 수 있다. 노면의 상태에 따라서 슬립률에 따른 마찰 계수가 다르기 때문에, 노면 상태 판단부(320)는 차량의 슬립률에 따른 마찰 계수를 이용하여 노면의 상태를 판단할 수 있다.The road surface condition determination unit determines the road surface condition by using a friction coefficient between the vehicle and the road surface according to the slip rate calculated by the slip rate calculation unit. The friction coefficient is also calculated for each wheel of the vehicle, and may be calculated according to the force in the vertical direction and the force in the lateral direction for each wheel. Since the friction coefficient according to the slip rate is different according to the condition of the road surface, the road surface condition determination unit 320 may determine the condition of the road surface by using the friction coefficient according to the slip rate of the vehicle.

한편, 도7 및 위에서 상술한 노면 상태 측정 장치의 구성 요소는 실시예에 따라서 다양하게 조합될 수 있다. 예컨대, 노면 상태 측정 장치에 블랙 아이스 감지부가 더 포함될 수 있으며, 또는 도 7의 노면 상태 측정 장치는 차량의 슬립률을 추가로 계산하여 노면 상태를 판단할 수 있다.Meanwhile, the components of the road surface condition measuring apparatus described above in FIG. 7 and above may be variously combined according to embodiments. For example, the road surface condition measuring apparatus may further include a black ice detector, or the road surface condition measuring apparatus of FIG. 7 may determine the road surface condition by additionally calculating the slip rate of the vehicle.

본 발명에 따른 노면 상태 측정 방법은, 전술된 노면 상태 측정 장치 또는 센서가 장착된 차량의 ECU에서 수행될 수 있으며, 이하에서는 노면 상태 측정 장치에서 수행되는 노면 상태 측정 방법이 일 실시예로서 설명된다.The method for measuring a road surface condition according to the present invention may be performed in the ECU of a vehicle equipped with the above-described road surface condition measurement apparatus or sensor, and below, the road surface condition measurement method performed by the road surface condition measurement apparatus will be described as an embodiment. .

본 발명에 따른 노면 상태 측정 장치는 차량이 주행하는 노면의 결빙 여부를 판단하고, 노면이 결빙된 경우, 차량에 설치된 적외선 센서를 이용하여, 노면의 블랙 아이스를 감지한다.The road surface condition measuring apparatus according to the present invention determines whether the road surface on which the vehicle travels is icy, and when the road surface is icy, detects black ice on the road surface by using an infrared sensor installed in the vehicle.

차량이 주행하는 노면의 결빙 여부를 판단하는 단계에서 노면 상태 측정 장치는 차량의 광학 센서 또는 차량 휠 각각의 슬립률에 따라서 노면 상태를 측정하고, 노면의 결빙 여부를 판단할 수 있다. 노면 상태 측정 장치가 차량의 광학 센서를 이용하여 노면 상태를 판단하는 경우, 미리 설정된 가시광 또는 적외선 대역의 파장의 빛을 노면으로 조사하고, 노면으로부터 반사된 빛의 반사율에 따라서 노면의 결빙 여부를 판단할 수 있다.In the step of determining whether the road surface on which the vehicle is traveling is icy, the road surface condition measuring apparatus may measure the road surface condition according to a slip rate of each of an optical sensor of the vehicle or each wheel of the vehicle, and determine whether the road surface is frozen. When the road surface condition measurement device determines the road surface condition using the vehicle's optical sensor, it irradiates a preset wavelength of visible light or infrared light to the road surface, and determines whether the road surface is icing according to the reflectance of the light reflected from the road surface can do.

노면에 눈이 쌓일 경우 노면으로부터 반사된 빛의 반사율이 가장 클 수 있으며, 노면이 건조한 상태인 경우 노면으로부터 반사된 빛의 반사율이 가장 작을 수 있다. 그리고 노면이 젖은 상태이거나 결빙된 상태인 경우, 노면으로부터 반사된 빛의 반사율은 적설 상태와 건조 상태의 반사율 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 노면 상태 측정 장치는 노면으로부터 반사된 빛의 반사율에 따라서 노면 상태를 건조, 젖음, 적설 및 결빙 중 하나로 판단할 수 있다.When snow is piled up on the road surface, the reflectance of light reflected from the road surface may be greatest, and when the road surface is dry, the reflectance of light reflected from the road surface may be the smallest. In addition, when the road surface is in a wet or frozen state, the reflectance of light reflected from the road surface may be located between the reflectance of the snow-covered state and the dry state. Accordingly, the road surface condition measuring apparatus may determine the road surface condition as one of dry, wet, snowy, and icy according to the reflectance of light reflected from the road surface.

이 때, 노면이 젖은 상태이거나 결빙된 상태에서 노면으로부터 반사된 빛의 반사율은 서로 비슷할 수 있는데, 가시광 대역 중 특정 파장(0.4㎛ ~ 0.6㎛)의 빛에 대해서 물과 얼음의 흡수율은 2배이상 차이가 난다. 또한 적외선 대역 중 2.15㎛ 파장을 기준으로 소정 크기만큼 길거나 짧은 파장의 빛에 대해서, 물과 얼음의 흡수율의 차이가 큼을 알 수 있다.At this time, when the road surface is wet or frozen, the reflectance of light reflected from the road surface may be similar to each other. It makes a difference. In addition, it can be seen that the difference in absorption rates between water and ice is large for light having a wavelength longer or shorter by a predetermined size based on a wavelength of 2.15 μm in the infrared band.

흡수율의 차이가 큰 만큼 반사율에서도 차이가 발생하므로, 노면 상태 측정 장치가 가시광 센서를 이용하는 경우, 0.4㎛ ~ 0.6㎛ 파장 대역의 가시광 빛을 조사하고 조사된 빛의 반사율을 측정함으로써, 노면이 젖은 상태인지 아니면 결빙된 상태인지를 판단할 수 있다. 또는 노면 상태 측정 장치는 적외선 센서를 이용하는 경우, 예컨대 2.055㎛ 또는 2.3㎛ 파장의 적외선 빛을 조사하고 조사된 빛의 반사율을 측정함으로써, 노면이 젖은 상태인지 아니면 결빙된 상태인지를 판단할 수 있다.As the difference in absorption is large, there is also a difference in reflectance. Therefore, when the road surface condition measuring device uses a visible light sensor, by irradiating visible light in a wavelength band of 0.4㎛ ~ 0.6㎛ and measuring the reflectance of the irradiated light, the road surface is wet It can be determined whether it is or is frozen. Alternatively, when an infrared sensor is used, the road surface condition measuring device may determine whether the road surface is wet or frozen by irradiating infrared light having a wavelength of 2.055 μm or 2.3 μm and measuring the reflectance of the irradiated light.

노면 상태 측정 장치가 슬립률에 따라서 노면의 결빙 여부를 판단하는 경우, 노면의 결빙 상태에서 슬립률이 최대가 될 가능성이 높으므로 노면 상태 측정 장치는 휠 각각에 대한 슬립률 중에서, 최대 슬립률에 따른 마찰 계수를 이용하여, 노면의 결빙 여부를 판단할 수 있다. 차량 휠의 슬립률에 따라서 노면 상태를 판단하는 자세한 방법은 도 8에서 자세히 설명된다.When the road surface condition measurement device determines whether the road surface is icy according to the slip rate, the slip rate is highly likely to be the maximum when the road surface is icy. Based on the friction coefficient, it is possible to determine whether the road surface is icy. A detailed method of determining the road surface condition according to the slip rate of the vehicle wheel will be described in detail with reference to FIG. 8 .

적외선 센서를 이용하여, 노면의 블랙 아이스를 감지하는 단계 에서 노면 상태 측정 장치는 노면으로 적외선 빛을 조사하고, 노면으로부터 반사되는 빛의 반사율이 임계값 이하인 경우, 노면에 블랙 아이스가 존재한다고 판단할 수 있다.In the step of detecting black ice on the road surface using the infrared sensor, the road surface condition measurement device irradiates infrared light to the road surface, and when the reflectance of the light reflected from the road surface is less than a threshold value, it is determined that black ice is present on the road surface. can

일반적인 얼음에 대한 적외선 영상은 흰색을 상대적으로 많이 포함하고, 블랙 아이스에 대한 적외선 영상은 검은색을 상대적으로 많이 포함하므로 블랙 아이스에 대한 적외선 빛의 반사율이 노면의 결빙된 얼음에 대한 적외선 빛의 반사율보다 낮다. 노면 상태 측정 장치는 노면에 대한 적외선 빛의 반사율이 임계값 이하로 낮을 경우, 노면에 블랙 아이스가 존재한다고 판단한다.Since the infrared image of general ice contains relatively much white color and the infrared image of black ice contains relatively much black color, the reflectance of infrared light on black ice is the reflectance of infrared light on ice on the road surface. lower than The road surface condition measuring apparatus determines that black ice is present on the road surface when the reflectance of infrared light with respect to the road surface is lower than a threshold value.

차량의 현재 위치가 아니라 차량의 다음 위치에 대한 노면의 상태를 판단하고 블랙 아이스를 감지하는 것이 안전 운전에 도움이 되므로, 노면 상태 측정 장치는 차량의 전방 방향으로 가시광 또는 적외선 빛을 조사하도록 설계될 수 있다.Because detecting the black ice and judging the road surface condition for the vehicle's next location rather than the vehicle's current location is helpful for safe driving, the road condition measuring device can be designed to irradiate visible or infrared light in the forward direction of the vehicle. can

결국, 본 발명에 따르면, 치명적인 안전사고를 유발하는 블랙 아이스가 감지될 수 있으므로, 블랙 아이스에 따른 사고율을 줄이고 운전자의 안전 운전을 도모할 수 있다.After all, according to the present invention, since black ice that causes a fatal safety accident can be detected, it is possible to reduce the accident rate due to black ice and promote safe driving of the driver.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노면 상태 측정 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 노면 상태에 따른 차량의 슬립률과 마찰 계수의 관계를 나타내는 그래프이다.8 is a view for explaining a method for measuring a road surface condition according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a graph illustrating a relationship between a slip rate and a friction coefficient of a vehicle according to a road surface condition.

본 발명에 따른 노면 상태 측정 장치는 차량의 주행 속도와 휠 속도를 이용하여, 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산(S201)하고, 슬립률에 따른, 차량과 노면 사이의 마찰 계수를 이용하여, 노면의 상태를 판단(S202)한다.The road surface condition measuring apparatus according to the present invention calculates the slip ratio for each wheel of the vehicle using the driving speed and the wheel speed of the vehicle (S201), and uses the friction coefficient between the vehicle and the road surface according to the slip ratio. , the state of the road surface is determined (S202).

단계 S201에서 노면 상태 측정 장치는 차량의 주행 속도와 휠 속도의 차이를 이용하여, 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산할 수 있으며, 일실시예로서 [수학식 1]을 이용하여 슬립률을 계산할 수 있다. 노면이 미끄러워 슬립이 발생할 경우, 주행 속도와 휠 속도의 차이가 커지므로, 주행 속도와 휠 속도의 차이에 따라서 슬립률이 계산될 수 있다.In step S201, the road surface condition measuring device may calculate the slip ratio for each wheel of the vehicle by using the difference between the driving speed of the vehicle and the wheel speed, and calculate the slip ratio using [Equation 1] as an embodiment. can When slip occurs due to a slippery road surface, the difference between the driving speed and the wheel speed increases, and thus the slip ratio may be calculated according to the difference between the driving speed and the wheel speed.

수학식 1Equation 1

Figure 112021040197884-pat00001
Figure 112021040197884-pat00001

단계 S202에서 노면 상태 측정 장치는 휠 각각에 대한 슬립률 중에서, 최대 슬립률에 따른 마찰 계수를 이용하여, 노면의 상태를 판단할 수 있다.In step S202, the road surface condition measuring apparatus may determine the road surface condition by using a friction coefficient according to the maximum slip rate among the slip rates for each wheel.

이 때, 휠 각각에 대한 마찰 계수(

Figure 112021040197884-pat00002
)는 [수학식 2]와 같이 계산될 수 있다. 여기서,
Figure 112021040197884-pat00003
는 휠에 대한 횡방향의 힘(lateral force)을 나타내며,
Figure 112021040197884-pat00004
는 휠에 대한 수직 방향의 힘(normal force)을 나타낸다.At this time, the coefficient of friction for each wheel (
Figure 112021040197884-pat00002
) can be calculated as in [Equation 2]. here,
Figure 112021040197884-pat00003
is the lateral force on the wheel,
Figure 112021040197884-pat00004
denotes the normal force on the wheel.

수학식 2Equation 2

Figure 112021040197884-pat00005
Figure 112021040197884-pat00005

휠에 대한 횡방향의 힘은 차량 관성 센서의 요 레이트(yaw rate) 값, 휠 속도값, 조향각을 통해 계산될 수 있으며, 휠에 대한 수직 방향의 힘은 차량 관성 센서의 롤 레이트(roll rate) 값, 차량의 종방향 및 횡방향 가속도, 서스펜션의 변위값을 이용해 계산될 수 있다.The lateral force on the wheel can be calculated from the yaw rate value, wheel speed value, and steering angle of the vehicle inertial sensor, and the vertical force on the wheel is the roll rate of the vehicle inertial sensor. It can be calculated using values, longitudinal and lateral accelerations of the vehicle, and displacement values of the suspension.

도 9에 도시된 노면상태 그래프와 같이, 차량의 노면 상태에 따라서, 슬립률에 따른 마찰 계수가 서로 다르기 때문에, 슬립률과 마찰 계수의 관계를 통해 차량이 주행하는 노면의 상태가 판단될 수 있다. 예컨대, 최대 슬립률이 0.5인 휠에 대한 마찰 계수가 0.2로 계산되었다면, 노면 상태 측정 장치는 노면의 상태를 결빙으로 판단할 수 있다.As shown in the road surface condition graph shown in FIG. 9 , since the friction coefficient according to the slip rate is different depending on the road surface condition of the vehicle, the condition of the road surface on which the vehicle travels can be determined through the relationship between the slip rate and the friction coefficient. . For example, if the friction coefficient for the wheel having the maximum slip ratio of 0.5 is calculated to be 0.2, the road surface condition measuring apparatus may determine the road surface condition as icing.

단계 S202에서 노면이 결빙된 것으로 판단된 경우, 노면 상태 측정 장치는 도 7에서 설명된 바와 같이 적외선 센서를 이용하여, 노면의 블랙 아이스를 감지할 수 있다.If it is determined in step S202 that the road surface is frozen, the road surface condition measuring apparatus may detect black ice on the road surface using an infrared sensor as described in FIG. 7 .

이 때, 휠 센서를 통해 노면의 상태가 빙결되었는지 여부가 먼저 판단된 이후 적외선 센서를 통해 블랙 아이스가 감지되기 때문에, 노면 상태 측정 장치는 차량의 후방 방향으로 적외선 빛을 조사함으로서 결빙된 것으로 판단된 노면에 블랙 아이스가 존재하는지를 감지할 수 있다.At this time, since black ice is detected through the infrared sensor after it is first determined whether the condition of the road surface is frozen through the wheel sensor, the road surface condition measurement device is determined to be frozen by irradiating infrared light toward the rear of the vehicle. It can detect the presence of black ice on the road surface.

추가 실시예로서, 노면 상태 측정 장치는 기계학습 분류 모델을 통해 노면상태를 측정결과를 보완할 수 있다. As a further embodiment, the road surface condition measurement apparatus may supplement the road surface condition measurement result through a machine learning classification model.

구체적으로, 단계 S201 이전에, 노면 상태 측정 장치에는 노면 상태 정보를 추출하는 분류모델이 미리 구축되어 있거나, 분류모델이 포함된 클라우드 서버와 연결될 수 있다. ITS 서버(400)는 특정 영역 내에 주행하는 차량들로부터 방대한 양의 휠 상태 정보를 수집할 수 있다. 휠 상태 정보는 휠에 대한 가속도 신호, 지자기 신호, 공기압 신호, 온도 신호 및 자이로센싱 신호를 포함할 수 있다. 이 후, 수집한 휠 상태 정보를 미리 설정된 인공신경망 모델을 통해, 입력하면 기 설정된 기준으로 분류된 노면 상태 정보 중 하나를 출력하도록 학습시킬 수 있다. 노면 상태 분류 기준은 예를 들어, ICE/SNOW/WET/DRY 일 수 있으나 예시에 한정되는 것은 아니다. 여기서 적용되는 인공신경망은 DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), LSTM(Long Short-Term Memory) 등 그 구성에는 제한이 없으나, 입력값의 특성에 따라 CNN(Convolution Neural Network)을 채택하여 학습 속도 및 과적합 문제를 방지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 타이어는 지면과 접촉하고 떨어지는 순간에 변형이나 공기압 변화의 특징이 있으므로, 이와 같은 특징을 먼저 추출하여 입력값으로 설정할 수 있다. 이와 같이, CNN모델을 적용하는 경우, 모든 시간대의 휠 상태 정보를 요구하지 않으므로 인공신경망의 레이어(layer, 층)를 줄일 수 있으며, 이에 따라 비교적 간단하게 설계 가능하여 오류를 줄이고 학습 속도 및 노면 상태 추출 속도를 향상시킬 수 있다.Specifically, before step S201, a classification model for extracting road surface condition information may be previously built in the road surface condition measurement device or may be connected to a cloud server including the classification model. The ITS server 400 may collect a vast amount of wheel state information from vehicles traveling within a specific area. The wheel state information may include an acceleration signal for the wheel, a geomagnetic signal, an air pressure signal, a temperature signal, and a gyroscope sensing signal. Thereafter, when the collected wheel state information is input through a preset artificial neural network model, it is possible to learn to output one of the road surface state information classified according to a preset criterion. The road surface condition classification criterion may be, for example, ICE/SNOW/WET/DRY, but is not limited thereto. The artificial neural network applied here is not limited in its composition such as DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), LSTM (Long Short-Term Memory), etc., but CNN (Convolution Neural Network) is adopted according to the characteristics of the input value. This is desirable to avoid learning speed and overfitting problems. For example, since a tire has characteristics of deformation or air pressure change at the moment it comes into contact with the ground and falls, such characteristics can be extracted first and set as an input value. In this way, when the CNN model is applied, since it does not require wheel state information for all time periods, the layers of the artificial neural network can be reduced, and accordingly, it can be designed relatively simply to reduce errors and reduce learning speed and road surface conditions. The extraction rate can be improved.

즉, 도 9의 노면상태 그래프를 통해 추출한 노면상태값과 상술한 인공지능 분류모델을 통해 추출한 노면상태값이 일치하는지 여부를 판단함으로써, 노면상태 추정 정확도를 더욱 높일 수 있다. 두 개의 노면상태값이 일치하는 경우에 해당 노면상태값으로 확정할 수 있다. That is, by determining whether the road surface condition value extracted through the road surface condition graph of FIG. 9 matches the road surface condition value extracted through the aforementioned artificial intelligence classification model, the accuracy of estimating the road surface condition can be further improved. When the two road surface condition values match, it may be determined as the corresponding road surface condition value.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노면 상태 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method for measuring a road surface condition according to another embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 노면 상태 측정 장치는 가시광 빛을 노면으로 조사하고 노면으로부터 반사된 빛의 반사율을 측정(S301)하여 노면 상태를 판단한다. 그리고 적외선 빛을 노면으로 조사하고 노면으로부터 반사된 빛의 반사율을 측정하여 노면 상태를 판단(S302)한다.The road surface condition measuring apparatus according to the present invention irradiates visible light to the road surface and measures the reflectance of the light reflected from the road surface (S301) to determine the road surface condition. Then, infrared light is irradiated to the road surface and the reflectance of the light reflected from the road surface is measured to determine the road surface condition (S302).

이 때, 노면 상태 측정 장치는 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산하고 슬립률 및 마찰 계수를 노면 상태 판단에 함께 이용할 수 있다.In this case, the road surface condition measuring apparatus may calculate the slip ratio for each wheel of the vehicle and use the slip ratio and the friction coefficient together to determine the road surface condition.

노면 상태 측정 장치는 노면 상태가 빙결 상태인지 여부를 판단(S302)하고, 노면이 빙결된 경우, 적외선 빛의 반사율을 이용하여 노면에 블랙 아이스가 존재하는지 판단(S303)한다.The road surface condition measuring apparatus determines whether the road surface condition is icy (S302), and when the road surface is frozen, determines whether black ice is present on the road surface using the reflectance of infrared light (S303).

노면에 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단된 경우, 노면 상태 측정 장치는 노면 상태가 측정된 위치에 블랙 아이스가 존재한다는 정보를 데이터 베이스화(S304)하며, 인근에 있는 카메라(200) 또는 ITS서버(400)로 블랙 아이스 존재에 대한 정보를 전송할 수 있다. When it is determined that black ice exists on the road surface, the road surface condition measurement device compiles information indicating that black ice exists at the location where the road surface condition is measured (S304), and a nearby camera 200 or ITS server 400 ) to transmit information about the existence of black ice.

이후, 카메라(200)는 이미지센서를 통해 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보와 상기 차량으로부터 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보가 모두 '블랙아이스 존재'를 나타내는 경우, ITS서버로 블랙아이스 정보 및 이미지센서의 위치 정보를 전송할 수 있다. 그 다음, 상술한 바와 같이, ITS서버는 디스플레이 단말로 안전문구메시지를 전송하여 어느 위치에 블랙아이스가 존재하는지를 제공할 수 있다. Thereafter, the camera 200 sends the black ice information to the ITS server when both the information on the presence of black ice acquired through the image sensor and the information on the presence or absence of black ice acquired from the vehicle indicate 'the presence of black ice'. and location information of the image sensor. Then, as described above, the ITS server may provide a location where the black ice is present by transmitting a safety phrase message to the display terminal.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. An embodiment of the present invention may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Also, computer-readable media may include all computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.Although the methods and systems of the present invention have been described with reference to specific embodiments, some or all of their components or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100: 노면 200: 카메라
210: 이미지 센서 220: 조도 센서
230: 휘도 측정부 240: 블랙 아이스 판단부
300: 조명 장치 400: ITS서버
500: 센서부 510: 노면 상태 판단부
520: 블랙 아이스 감지부
100: road surface 200: camera
210: image sensor 220: illuminance sensor
230: luminance measuring unit 240: black ice determining unit
300: lighting device 400: ITS server
500: sensor unit 510: road surface condition determination unit
520: black ice detection unit

Claims (5)

노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법에 있어서,
(a) 카메라의 이미지 센서가 노면 이미지를 촬영하고, 상기 카메라의 조도센서가 주변의 조도 값을 측정하는 단계;
(b)상기 이미지 센서가 촬영한 이미지의 픽셀 값을 분석하고, 상기 조도 값 및 픽셀 값을 기초로 노면의 휘도 및 균제도를 측정하는 단계;
(c) 상기 휘도 및 균제도값을 기초로 노면 상태 및 블랙아이스의 존재 유무를 판단하는 단계;
(d) 노면에 상기 블랙아이스가 있는 것으로 판별되는 경우 ITS서버로 블랙아이스 정보 및 이미지센서의 위치 정보를 전송 하는 단계; 및
(e) 상기 ITS 서버가 블랙아이스가 위치한 곳 주변의 도로에 설치된 디스플레이 단말로 블랙아이스 주의 안전문구안내 메시지를 전송하는 단계; 를 포함하고,
상기 카메라는 도로의 전부 또는 일부를 촬영할 수 있는 곳에 설치되어 상기 ITS서버와 유무선으로 연결되어 통신하는 것이고,
상기 (c)단계는,
(c-1)상기 노면이미지를 구성하는 적어도 하나 이상의 픽셀의 픽셀 값을 산출하는 단계;
(c-2)상기 픽셀 값의 분포형태, 픽셀값들의 평균값, 상기 평균값과 기 설정된 차이 이상을 갖는 픽셀들의 위치를 포함하는 노면이미지 픽셀 값 분석을 수행하고, 상기 조도 값, 및 상기 노면이미지 픽셀 값 분석의 결과를 참고하고, 기 설정된 테이블과 비교하여, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 산출하는 단계;
(c-3) 상기 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값을 기초로, 상기 노면이 건조한 상태인지 젖은 상태인지 여부와 상기 노면 상에 블랙아이스가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하고,
상기 기 설정된 테이블은, 조도값, 휘도값, 종합 균제도 값, 차선 축 균제도 값에 대한 데이터 쌍이 노면이 젖거나 건조한 상태 및 블랙아이스가 존재하는 상태에 따라 복수 개로 규정되어 있는 것이고, 상기 (a) 단계 이전에 미리 설정되어 있는 것이며, 상기 휘도 값, 상기 종합 균제도 값 및 상기 차선 축 균제도 값에 대한 블랙아이스 판단 임계치를 추가로 저장하는 것인, 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법.
A method for determining a black ice section by determining the luminance of a road surface, the method comprising:
(a) photographing a road image by an image sensor of a camera, and measuring an ambient illuminance value by an illuminance sensor of the camera;
(b) analyzing pixel values of the image captured by the image sensor, and measuring the luminance and uniformity of the road surface based on the illuminance value and the pixel value;
(c) determining a road surface condition and the presence or absence of black ice based on the luminance and uniformity values;
(d) transmitting black ice information and location information of an image sensor to an ITS server when it is determined that there is black ice on the road surface; and
(e) transmitting, by the ITS server, a safety phrase warning message for black ice to a display terminal installed on a road around a place where the black ice is located; including,
The camera is installed in a place where all or part of the road can be photographed and communicates with the ITS server through wired/wireless communication,
Step (c) is,
(c-1) calculating pixel values of at least one or more pixels constituting the road surface image;
(c-2) a road image pixel value analysis is performed including a distribution of the pixel values, an average value of pixel values, and positions of pixels having a difference greater than or equal to a preset difference from the average value, the illuminance value, and the road image pixel calculating a luminance value of a road surface, a comprehensive uniformity value, and a lane axis uniformity value by referring to a result of the value analysis and comparing it with a preset table;
(c-3) determining whether the road surface is in a dry or wet state and whether black ice is present on the road surface based on the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value; and ,
In the preset table, a plurality of data pairs for the illuminance value, the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are defined according to the wet or dry state of the road surface and the state in which black ice is present, and (a) A method of determining a black ice section by determining the luminance of a road surface, which is preset before the step and additionally stores black ice determination thresholds for the luminance value, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value .
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (c-3) 단계는,
상기 기 설정된 테이블에 저장된 건조한 노면 환경에서 측정된 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값으로부터 소정의 범위 내에 상기 (c-2) 단계에서 산출한 픽셀 값의 평균값, 상기 노면의 휘도 값, 상기 종합 균제도 값 및 상기 차선 축 균제도 값이 포함되는 경우, 노면의 상태를 건조한 상태로 판단하는 단계; 및
상기 기 설정된 테이블에 저장된 젖은 노면 환경에서의 픽셀 값의 평균값, 노면의 휘도 값, 종합 균제도 값 및 차선 축 균제도 값으로부터 소정의 범위 내에 (c-2) 단계에서 산출한 상기 픽셀 값의 평균값, 상기 노면의 휘도 값, 상기 종합 균제도 값 및 상기 차선 축 균제도 값이 포함되는 경우, 노면의 상태를 젖은 상태로 판단하는 단계;를 포함하는 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법.
According to claim 1,
The step (c-3) is,
The average value of the pixel values calculated in step (c-2) within a predetermined range from the average value of the pixel values measured in the dry road surface environment stored in the preset table, the luminance value of the road surface, the total uniformity value, and the lane axis uniformity value; determining the state of the road surface as a dry state when the luminance value of the road surface, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are included; and
The average value of the pixel values calculated in step (c-2) within a predetermined range from the average value of the pixel values in the wet road environment stored in the preset table, the luminance value of the road, the overall uniformity value and the lane axis uniformity value, the A method of discriminating a black ice section by determining the luminance of a road surface, comprising: determining the state of the road surface as a wet state when the luminance value of the road surface, the overall uniformity value, and the lane axis uniformity value are included.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 노면 이미지 내의 픽셀 값의 평균값과 기 설정된 차이 이상의 값을 갖는 후보픽셀들이 위치한 곳에 대한 분포 맵을 도출하고, 분포맵 상에서 후보픽셀들의 위치들 중, 후보픽셀들이 밀집한 위치를 추출하고, 해당 위치의 후보픽셀들의 픽셀 값과 기 설정된 임계치를 비교함으로써, 해당 위치에 블랙아이스가 존재하는지 판단하고, 상기 카메라가 노면을 비추는 각도와 해당 위치를 비교함으로써, 노면상에 블랙아이스가 차량주행방향의 좌측, 중앙, 및우측 중 어느 곳에 위치하는지를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 (e) 단계는,
상기 카메라로부터 블랙아이스에 대한 정보를 수신하는 경우, 상기 블랙아이스가 위치한 노면의 주행방향의 반대 방향으로부터 상기 카메라에 가까운 순서대로 위치한 적어도 하나 이상의 디스플레이 단말에 대하여 블랙아이스 안전문구안내 메시지를 전송하여 디스플레이 단말에 표시되도록 하는 단계;를 포함하며, 상기 안전문구안내 메시지는 블랙아이스가 차량의 주행방향에 대해 노면상에 위치한 정보를 포함하는 것인, 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법.
According to claim 1,
The step (c) is,
A distribution map is derived for a location where candidate pixels having a value greater than or equal to a preset difference from the average value of the pixel values in the road surface image are located, and a location where candidate pixels are dense from among the locations of the candidate pixels on the distribution map is extracted, By comparing the pixel value of the candidate pixels with a preset threshold, it is determined whether black ice exists at the corresponding position, and by comparing the angle at which the camera illuminates the road surface with the corresponding position, black ice on the road surface is located to the left of the vehicle driving direction, Including the step of determining which position is located in the center, and on the right side,
Step (e) is,
When information on black ice is received from the camera, a black ice safety phrase guide message is transmitted and displayed to at least one display terminal located in the order close to the camera from the opposite direction to the driving direction of the road surface on which the black ice is located. A method of determining a black ice section by determining the luminance of a road surface, comprising: displaying on a terminal; .
제 4 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
노면을 주행하는 차량으로부터 블랙아이스 존재여부에 대한 정보를 상기 카메라가 수신하고,
상기 (e) 단계는, 상기 카메라로부터 상기 이미지센서를 통해 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보와 상기 차량으로부터 습득한 블랙아이스 존재여부에 대한 정보가 모두 '블랙아이스 존재'를 나타내는 경우, 상기 ITS서버로 상기 블랙아이스 정보 및 이미지센서의 위치 정보를 전송하는 것이고,
상기 노면을 주행하는 차량으로부터 블랙아이스 존재여부에 대한 정보를 상기 카메라가 수신하는 과정은,
차량의 컨트롤러가, 상기 차량의 주행 속도와 휠 속도를 이용하여, 상기 차량의 휠 각각에 대한 슬립률을 계산하고, 상기 휠 각각에 대한 수직 방향의 힘 및 횡 방향의 힘을 이용하여 상기 차량과 노면 사이의 마찰 계수를 계산하고, 상기 계산된 슬립률 및 마찰 계수 및 기 설정된 노면상태 그래프를 이용하여, 상기 노면의 상태가 젖음/얼음/건조/눈 중 어느 하나의 상태인지를 판단하고,
상기 차량의 후방 방향에 설치된 적외선 센서를 기초로 적외선 빛을 조사한 후, 노면으로부터 반사되는 빛의 반사율이 임계값 이하인지 판단하고,
상기 노면의 상태가 얼음을 가리키고 상기 반사율이 임계값 이하에 해당되는 경우, 상기 노면에 블랙 아이스가 존재한다고 판단하는 것인, 노면의 휘도를 판별하여 블랙아이스 구간을 판별하는 방법.
5. The method of claim 4,
The step (c) is,
The camera receives information on the presence or absence of black ice from a vehicle traveling on the road,
In step (e), when both the information on the presence or absence of black ice acquired from the camera through the image sensor and the information on the presence or absence of black ice acquired from the vehicle indicate 'the presence of black ice', the ITS Transmitting the black ice information and the location information of the image sensor to the server,
The process of receiving, by the camera, information on the presence or absence of black ice from the vehicle traveling on the road surface,
The controller of the vehicle calculates a slip rate for each wheel of the vehicle using the traveling speed and wheel speed of the vehicle, and uses the vertical force and the lateral force for each of the wheels to communicate with the vehicle Calculate the coefficient of friction between the road surfaces, and determine whether the state of the road surface is any one of wet/ice/dry/snow by using the calculated slip ratio and friction coefficient and a preset road surface condition graph,
After irradiating infrared light based on the infrared sensor installed in the rear direction of the vehicle, it is determined whether the reflectance of light reflected from the road surface is less than or equal to a threshold value,
and determining that black ice is present on the road surface when the condition of the road surface indicates ice and the reflectance is less than or equal to a threshold value.
KR1020210044576A 2021-04-06 2021-04-06 Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface KR102329413B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210044576A KR102329413B1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210044576A KR102329413B1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102329413B1 true KR102329413B1 (en) 2021-11-24

Family

ID=78748102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210044576A KR102329413B1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102329413B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102524425B1 (en) * 2022-06-13 2023-04-20 백봉조 Detecting system for black ice
KR20240108265A (en) 2022-12-30 2024-07-09 주식회사 에코란트 Control method for detecting and determining a state of road surface

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3704564B2 (en) * 2003-03-14 2005-10-12 国土交通省国土技術政策総合研究所長 Method and apparatus for determining road surface condition at night by visible image
KR101041022B1 (en) * 2010-11-19 2011-06-13 (주)금성보안 Forecast for the driver, the road management system and method for freezing
KR20170064247A (en) * 2015-12-01 2017-06-09 한국건설기술연구원 System for detecting road surface condition automatically using auxiliary lighting apparatus, and vehicle having the same
KR102148517B1 (en) * 2020-03-23 2020-08-26 주식회사 산흥이지 Road sign system for reporting road information
KR102187205B1 (en) * 2020-05-12 2020-12-04 주식회사 비츠에스앤지 System and method for monitoring black ice

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3704564B2 (en) * 2003-03-14 2005-10-12 国土交通省国土技術政策総合研究所長 Method and apparatus for determining road surface condition at night by visible image
KR101041022B1 (en) * 2010-11-19 2011-06-13 (주)금성보안 Forecast for the driver, the road management system and method for freezing
KR20170064247A (en) * 2015-12-01 2017-06-09 한국건설기술연구원 System for detecting road surface condition automatically using auxiliary lighting apparatus, and vehicle having the same
KR102148517B1 (en) * 2020-03-23 2020-08-26 주식회사 산흥이지 Road sign system for reporting road information
KR102187205B1 (en) * 2020-05-12 2020-12-04 주식회사 비츠에스앤지 System and method for monitoring black ice

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102524425B1 (en) * 2022-06-13 2023-04-20 백봉조 Detecting system for black ice
KR20240108265A (en) 2022-12-30 2024-07-09 주식회사 에코란트 Control method for detecting and determining a state of road surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10696227B2 (en) Determining a road surface characteristic
JP7499256B2 (en) System and method for classifying driver behavior - Patents.com
KR102167291B1 (en) System and method for providing road status information
KR101032160B1 (en) System and method for road visibility measurement using camera
CN104768822A (en) Detecting road weather conditions
JP2016525487A (en) Obstacle identification and avoidance system and method
KR102329413B1 (en) Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface
KR102167292B1 (en) Apparatus and method for providing road status information
JP2019503302A (en) System and method for fault detection in train electrical conductor systems
KR102033858B1 (en) Prediction system for traffic accident
Dai et al. A vision-based method for on-road truck height measurement in proactive prevention of collision with overpasses and tunnels
JP2017224935A (en) Object detection/evaluation system and object detection/evaluation method
Jiang et al. SafeCam: Analyzing intersection-related driver behaviors using multi-sensor smartphones
KR102414233B1 (en) Control System based on Road Surface Recognition of Driving Vehicle and Method therefor
JP2015090679A (en) Vehicle trajectory extraction method, vehicle region extraction method, vehicle speed estimation method, vehicle trajectory extraction program, vehicle region extraction program, vehicle speed estimation program, vehicle trajectory extraction system, vehicle region extraction system, and vehicle speed estimation system
US20130266226A1 (en) Temporal coherence in clear path detection
Casselgren et al. Road surface information system
US12026952B2 (en) Multi-sensory measuring system and method for transportation vehicle operating systems
CN103149603A (en) Road weather detection method based on video
CN110399664A (en) A kind of determination method and device of drive speed
KR102297966B1 (en) Crosswalk walking safety and intelligent smart safety based on cctv and iot sensor
KR102032654B1 (en) Prediction system for traffic accident
KR20220153247A (en) System for monitoring black ice
JP2021033835A (en) Object recognition device, object recognition method and program
Morden et al. Driving in the Rain: A Survey toward Visibility Estimation through Windshields

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant