KR102452474B1 - 가상차선 유지 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상 차선 유지 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 가상차선 유지 장치는, 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부; 차량의 전방을 촬영하여 영상정보를 획득하는 카메라부; 지도정보를 저장하는 지도정보 저장부; 주변차량과 통신을 위한 차량간 통신부; 및 카메라부로부터 영상정보를 입력받아 전방 도로에서의 차선을 인식하고, 차선이 인식되지 않을 경우 GPS 수신부로부터 GPS 정보를 입력받아 지도정보 저장부에 저장된 지도정보를 기반으로 주행하는 도로의 도로종류를 판단하며, 판단된 도로종류에 따라 관심영역을 결정하여 가상차선을 생성하고 주행차선을 판단하여 차량간 통신부를 통해 주변차량과 주행차선을 공유하면서 조향제어장치를 제어하여 차선유지 주행을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가상차선 유지 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR KEEPING VIRTUAL LANE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 가상차선 유지 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차선이 감지되지 않는 도로에서 도로종류에 따라 도로의 경계선을 찾아 가상차선을 생성하고 가상차선을 기반으로 차선을 유지할 뿐만 아니라 가상차선을 차량 간 공유하여 주행시 추돌 사고 위험을 예방할 수 있도록 하는 가상 차선 유지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근에는 승객의 안전을 능동적으로 대처하기 위한 장치가 개발되어 장착 사용되고 있다. 이는, 사고 발생시 작동되는 수동적 안전장치에 비해 사고를 미연에 방지하기 위한 능동적 주행 보조장치 방향으로 개발이 진행되고 있다.

그 중, 차선 이탈 경보시스템은 운전자의 안전을 도모하기 위한 안전장치로서, 운전 중 졸음운전이나 다른 탑승자와의 잡담 등으로 인해 차선을 이탈할 경우 운전자에게 경고하여 안전운전을 할 수 있도록 하는 보조 장치이다.

이러한 종래의 차선 이탈 경보시스템의 종류로는 인사이드 미러 근처에 위치한 카메라를 이용한 방식, 트렁크에 위치한 후방 카메라를 이용한 방식, 및 차량 하부에 설치된 광센서를 이용한 차선검출 방식 등이 있다. 현재 개발되고 있는 차선이탈 경보 시스템은 인사이드 미러 근처에 위치한 카메라를 이용한 방식이 대부분이다.

이러한 차선 이탈 경보 시스템은 차선 인식을 위해서 카메라를 이용하기 때문에 차량 주행 시의 날씨, 조도, 노면 상태 등에 따라 차선을 인식하는 성능의 차이가 많이 난다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0057112호(2013.05.31. 공개, 가상 차선 생성 장치 및 방법)에 개시되어 있다.

한편, 차선 유지 보조 시스템(LKAS: Lane Keeping Assistance System)은 운전 부주의로 인해 자동차가 차선을 이탈하려고 할 때, 경고를 넘어 자동차의 차선 이탈을 방지하고 자동차가 차선을 유지할 수 있도록 하는 제어를 수행한다.

이와 같은 차선 유지 보조 시스템은 카메라를 통해 획득한 영상을 분석하여 차선을 인식한다. 그런데, 카메라를 통해 획득한 영상에서 차선이 나타나지 않는 경우, 차선 유지 보조 시스템은 차선 인식에 실패하거나 잘못된 차선을 인식하게 되는 미인식이나 오인식의 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 차선이 감지되지 않는 도로에서 도로종류에 따라 도로의 경계선을 찾아 가상차선을 생성하고 가상차선을 기반으로 차선을 유지할 뿐만 아니라 가상차선을 차량 간 공유하여 주행시 추돌 사고 위험을 예방할 수 있도록 하는 가상 차선 유지 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 가상차선 유지 장치는, 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부; 차량의 전방을 촬영하여 영상정보를 획득하는 카메라부; 지도정보를 저장하는 지도정보 저장부; 주변차량과의 통신을 위한 차량간 통신부; 및 카메라부로부터 영상정보를 입력받아 전방 도로에서의 차선을 인식하고, 차선이 인식되지 않을 경우 GPS 수신부로부터 GPS 정보를 입력받아 지도정보 저장부에 저장된 지도정보를 기반으로 주행하는 도로의 도로종류를 판단하며, 판단된 도로종류에 따라 관심영역을 결정하여 가상차선을 생성하고 주행차선을 판단하여 차량간 통신부를 통해 주변차량과 주행차선을 공유하면서 조향제어장치를 제어하여 차선유지 주행을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 도로종류를 판단하여 일방통행 도로인 경우 관심영역을 도로 중앙에서 주행방향의 반대쪽 경계선까지로 결정하고, 양방통행 도로인 경우 관심영역을 도로 양쪽 끝 경계선까지로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 관심영역에서 설정된 도로폭을 기반으로 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 차량이 차선과 이격되는 차선 옵셋값과 차선 헤딩각도를 계산하여 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 계산하여 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 차량간 통신부는, V2X(Vehicle to everything) 통신을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어부에서 생성한 가상차선과 차량의 주행차선을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 가상차선 유지 방법은, 제어부가 카메라부로부터 차량의 전방을 촬영한 영상정보를 입력받는 단계; 제어부가 영상정보로부터 차선을 인식하여 차선이 인식되지 않는 경우 GPS 수신부로부터 GPS 정보를 입력받는 단계; 제어부가 GPS 정보를 기반으로 지도정보 저장부로부터 지도정보를 읽어와 주행하는 도로의 도로종류를 판단하여 관심영역을 결정하는 단계; 제어부가 관심영역으로부터 가상차선을 생성하는 단계; 제어부가 가상차선에서 차량의 주행차선을 판단하여 차량간 통신부를 통해 주변차량으로 공유하는 단계; 및 제어부가 조향제어장치를 제어하여 차선유지 주행을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 관심영역을 결정하는 단계는, 제어부가 도로종류를 판단하여 일방통행 도로인 경우 관심영역을 도로 중앙에서 주행방향의 반대쪽 경계선까지로 결정하고, 양방통행 도로인 경우 관심영역을 도로 양쪽 끝 경계선까지로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 가상차선을 생성하는 단계는, 제어부가 관심영역에서 설정된 도로폭을 기반으로 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 가상차선을 생성하는 단계는, 제어부가 차량이 차선과 이격되는 차선 옵셋값과 차선 헤딩각도를 계산하여 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 가상차선을 생성하는 단계는, 제어부가 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 계산하여 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 가상차선 유지 장치 및 그 방법은 차선이 감지되지 않는 도로에서 도로종류에 따라 도로의 경계선을 찾아 가상차선을 생성하고 가상차선을 기반으로 차선을 유지할 수 있도록 보조할 뿐만 아니라 가상차선을 차량 간 공유하여 주행시 추돌 사고 위험을 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치에서 도로종류에 따른 관심영역을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치에서 도로종류에 따른 가상차선을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가상 차선 유지 장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치에서 도로종류에 따른 관심영역을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치에서 도로종류에 따른 가상차선을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 장치는, GPS 수신부(10), 카메라부(20), 지도정보 저장부(30), 차량간 통신부(50) 및 제어부(40)를 비롯하여 표시부(70)를 포함할 수 있다.

GPS 수신부(10)는 위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 제어부(40)에 제공함으로써 주행하는 차량의 위치를 인식할 수 있도록 한다.

카메라부(20)는 차량의 전방을 촬영하여 영상정보를 제어부(40)에 제공함으로서 전방 도로의 차선을 인식하도록 하거나 전방차량의 헤딩각도를 계산할 수 있도록 한다.

지도정보 저장부(30)는 도로정보와 주변 지형의 정보를 포함하는 지도정보를 저장하여 주행하는 도로의 도로종류를 판단할 수 있도록 한다.

차량간 통신부(50)는 V2X(Vehicle to everything) 통신으로 차량에서 취득한 주행차선 등 각종 정보를 주변차량과 공유할 수 있게 전송할 수 있다.

제어부(40)는 카메라부(20)로부터 영상정보를 입력받아 전방 도로에서의 차선을 인식하고, 차선이 인식되지 않을 경우 GPS 수신부(10)로부터 GPS 정보를 입력받아 지도정보 저장부(30)에 저장된 지도정보를 기반으로 주행하는 도로의 도로종류를 판단하며, 판단된 도로종류에 따라 관심영역을 결정하여 가상차선을 생성하고 주행차선을 판단하여 차량간 통신부(50)를 통해 주변차량과 주행차선을 공유하면서 조향제어장치(60)를 제어하여 차선유지 주행을 수행한다.

여기서 제어부(40)는 지도정보를 기반으로 도로종류를 판단하여 일방통행 도로인 경우 도 2의 (가)에 도시된 바와 같이 관심영역을 도로 중앙에서 주행방향의 반대쪽 경계선까지로 결정하고, 양방통행 도로인 경우 도 2의 (나)에 도시된 바와 같이 관심영역을 도로 양쪽 끝 경계선까지로 결정한다.

이와 같이 제어부(40)는 관심영역을 결정한 후 관심영역에서 도 3에 도시된 바와 같이 가상차선을 생성할 수 있다.

여기서 제어부(40)는 관심영역에서 설정된 도로폭을 기반으로 분할하여 가상차선을 생성할 수 있다.

또한, 제어부(40)는 차량이 차선과 이격되는 차선 옵셋값과 영상정보로부터 차선 헤딩각도를 계산하여 차선모델을 통해 가상차선을 생성할 수 있다.

한편, 제어부(40)가 영상정보로부터 차선의 헤딩각도를 계산하지 못하거나 차선 헤딩각도의 신뢰도가 낮은 구간에서는 영상정보로부터 전방차량의 위치를 감지하여 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 계산하여 차선 헤딩각도로 적용하여 가상차선을 생성할 수도 있다.

따라서 제어부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 관심영역에서 가상차선을 생성할 경우 일방통행 도로인 경우 도 3의 (가)에 도시된 바와 같이 1차선을 주행차선으로 판단할 수 있고, 양방통행 도로인 경우 도 3의 (나)에 도시된 바와 같이 3차선을 주행차선으로 판단할 수 있다.

한편, 표시부(70)로서 헤드업 디스플레이를 적용하여 제어부(40)에서 생성한 가상차선과 차량의 주행차선을 표시하여 운전자가 차선이 없는 도로에서도 편안하게 운전할 수 있도록 제공할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가상차선 유지 장치에 따르면, 차선이 감지되지 않는 도로에서 도로종류에 따라 도로의 경계선을 찾아 가상차선을 생성하고 가상차선을 기반으로 차선을 유지할 수 있도록 보조할 뿐만 아니라 가상차선을 차량 간 공유하여 주행시 추돌 사고 위험을 예방할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가상차선 유지 방법에서는 먼저, 제어부(40)가 카메라부(20)로부터 차량의 전방을 촬영한 영상정보를 입력받는다(S10).

S10 단계에서 전방의 영상정보를 입력받은 후 제어부(40)는 영상정보를 분석하여 차선을 인식한다(S20).

S20 단계에서 차선을 인식하여 차선이 인식되지 않은 경우, 제어부(40)는 GPS 수신부(10)로부터 GPS 정보를 입력받아 차량의 현재 위치를 산출한다(S30).

S30 단계에서 GPS 정보를 입력받아 산출된 현재 위치를 기반으로 제어부(40)는 지도정보 저장부(30)로부터 지도정보를 읽어와 주행하는 도로의 도로종류를 판단한다(S40).

여기서 제어부(40)는 도로종류가 일방통행 도로인지 양방통행 도로인지 여부를 판단한다.

S40 단계에서 도로종류를 판단한 후 제어부(40)는 도로종류에 따라 관심영역을 결정한다(S50).

즉, 제어부(40)는 도로종류를 판단하여 일방통행 도로인 경우 도 2의 (가)에 도시된 바와 같이 관심영역을 도로 중앙에서 주행방향의 반대쪽 경계선까지로 결정하고, 양방통행 도로인 경우 도 2의 (나)에 도시된 바와 같이 관심영역을 도로 양쪽 끝 경계선까지로 결정한다.

S50 단계에서 관심영역을 결정한 후 제어부(40)는 관심영역으로부터 도 3에 도시된 바와 같이 가상차선을 생성한다(S60).

여기서 제어부(40)는 관심영역에서 설정된 도로폭을 기반으로 분할하여 가상차선을 생성할 수 있다.

또한, 제어부(40)는 차량이 차선과 이격되는 차선 옵셋값과 영상정보로부터 차선 헤딩각도를 계산하여 차선모델을 통해 가상차선을 생성할 수 있다.

한편, 제어부(40)가 영상정보로부터 차선의 헤딩각도를 계산하지 못하거나 차선 헤딩각도의 신뢰도가 낮은 구간에서는 영상정보로부터 전방차량의 위치를 감지하여 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 계산하여 차선 헤딩각도로 적용하여 가상차선을 생성할 수도 있다.

S60 단계에서 가상차선을 생성한 후 제어부(40)는 가상차선에서 차량의 주행차선을 판단한다(S70).

예를 들어, 제어부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 관심영역에서 가상차선을 생성할 경우, 일방통행 도로인 경우 도 3의 (가)에 도시된 바와 같이 1차선을 주행차선으로 판단할 수 있고, 양방통행 도로인 경우 도 3의 (나)에 도시된 바와 같이 3차선을 주행차선으로 판단할 수 있다.

S70 단계에서 주행차선을 판단한 후 제어부(40)는 차량간 통신부(50)를 통해 주변차량으로 주행차선을 공유하여 주변차량과의 추돌사고를 회피하도록 할 수 있다(S80).

한편, S20 단계에서 영상정보로부터 차선을 인식하거나 S80 단계에서 가상차선을 주행하는 차량의 주행차선을 판단하여 공유하면서 제어부(40)는 조향제어장치(60)를 제어하여 차선을 유지할 수 있도록 차선유지 주행을 수행한다(S90).

또한, 제어부(40)는 표시부(70)를 통해 인식된 차선이나 가상차선을 표시하여 운전자가 차선이 없는 도로에서도 편안하게 운전할 수 있도록 제공할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가상차선 유지 방법에 따르면, 차선이 감지되지 않는 도로에서 도로종류에 따라 도로의 경계선을 찾아 가상차선을 생성하고 가상차선을 기반으로 차선을 유지할 수 있도록 보조할 뿐만 아니라 가상차선을 차량 간 공유하여 주행시 추돌 사고 위험을 예방할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : GPS 수신부 20 : 카메라부
30 : 지도정보 저장부 40 : 제어부
50 : 차량간 통신부 60 : 조향제어장치
70 : 표시부

Claims (8)

1. 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부;
   차량의 전방을 촬영하여 영상정보를 획득하는 카메라부;
   지도정보를 저장하는 지도정보 저장부;
   주변차량과의 통신을 위한 차량간 통신부; 및
   상기 카메라부로부터 상기 영상정보를 입력받아 전방 도로에서의 차선을 인식하고, 상기 차선이 인식되지 않을 경우 상기 GPS 수신부로부터 상기 GPS 정보를 입력받아 상기 지도정보 저장부에 저장된 상기 지도정보를 기반으로 주행하는 도로의 도로종류를 판단하며, 판단된 상기 도로종류에 따라 관심영역을 결정하여 가상차선을 생성하고 주행차선을 판단하여 상기 차량간 통신부를 통해 상기 주변차량과 상기 주행차선을 공유하면서 조향제어장치를 제어하여 차선유지 주행을 수행하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 차량이 가상차선과 이격되는 차선 옵셋값과 상기 가상차선의 헤딩각도를 계산하여 상기 가상차선을 생성하며, 상기 영상정보로부터 전방차량의 위치를 감지하여 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 계산하고 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 가상차선의 헤딩각도로 적용하여 가상차선을 생성하며,
   상기 제어부는, 상기 도로종류를 판단하여 양방통행 도로인 경우 상기 관심영역을 도로 중앙에서 주행방향의 반대쪽 경계선까지로 결정하고, 일방통행 도로인 경우 상기 관심영역을 도로 양쪽 끝 경계선까지로 결정하며, 상기 관심영역에서 설정된 도로폭을 기반으로 분할하여 상기 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상차선 유지 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차량간 통신부는, V2X(Vehicle to everything) 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상차선 유지 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부에서 생성한 상기 가상차선과 상기 차량의 상기 주행차선을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상차선 유지 장치.
   
6. 제어부가 카메라부로부터 차량의 전방을 촬영한 영상정보를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 상기 영상정보로부터 차선을 인식하여 상기 차선이 인식되지 않는 경우 GPS 수신부로부터 GPS 정보를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 상기 GPS 정보를 기반으로 지도정보 저장부로부터 지도정보를 읽어와 주행하는 도로의 도로종류를 판단하여 관심영역을 결정하는 단계;
   상기 제어부가 상기 관심영역으로부터 가상차선을 생성하는 단계;
   상기 제어부가 상기 가상차선에서 상기 차량의 주행차선을 판단하여 차량간 통신부를 통해 주변차량으로 공유하는 단계; 및
   상기 제어부가 조향제어장치를 제어하여 차선유지 주행을 수행하는 단계;를 포함하고,
   상기 가상차선을 생성하는 단계는, 상기 제어부가 차량이 가상차선과 이격되는 차선 옵셋값과 상기 가상차선의 헤딩각도를 계산하여 상기 가상차선을 생성하며, 상기 영상정보로부터 전방차량의 위치를 감지하여 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 계산하고 차량과 전방차량이 이루는 헤딩각도를 가상차선의 헤딩각도로 적용하여 가상차선을 생성하며,
   상기 관심영역을 결정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 도로종류를 판단하여 양방통행 도로인 경우 상기 관심영역을 도로 중앙에서 주행방향의 반대쪽 경계선까지로 결정하고, 일방통행 도로인 경우 상기 관심영역을 도로 양쪽 끝 경계선까지로 결정하며,
   상기 가상차선을 생성하는 단계는, 상기 제어부가 상기 관심영역에서 설정된 도로폭을 기반으로 분할하여 상기 가상차선을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상차선 유지 방법.
   
   
   
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8. 삭제

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