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KR100471268B1 - 차간거리 측정 방법 - Google Patents

차간거리 측정 방법 Download PDF

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KR100471268B1 KR10-2002-0065908A KR20020065908A KR100471268B1 KR 100471268 B1 KR100471268 B1 KR 100471268B1 KR 20020065908 A KR20020065908 A KR 20020065908A KR 100471268 B1 KR100471268 B1 KR 100471268B1
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Abstract

영상 카메라로부터 전방의 노면영상을 입력받아, 상기 노면영상으로부터 차선을 추출하고, 상기 추출된 차선을 기초로 레이더의 조사각도를 조절하여, 상기 조절된 조사각도로 조사된 레이더 빔의 반사파를 이용하여 상기 전방 차량과의 거리를 계산함으로써, 도로의 굴곡이 있는 경우에도 전방 차량과의 거리를 안정되게 검출할 수 있다.

Description

차간거리 측정 방법{METHOD FOR DETECTING VEHICLE DISTANCE}
본 발명은 차간거리 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량에서 영상 카메라를 통해 얻어지는 영상으로부터 차선을 추출하여 이를 기초로 차간거리 측정용 레이더의 조사각도를 조절하여 조절된 조사각도에 의하여 전방 차량과의 차간거리를 측정하는 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 최근의 자동차는 운전자의 조작에 의해 피동적으로 동작하는 것으로부터, 도로의 상황을 미리 파악하여 능동적으로 성능을 제어하는 방향으로 설계의 방향이 이루어지고 있다.
일예로, 선행차량과의 거리를 자동적으로 적절한 거리 이상으로 유지하여 주는 차간거리제어시스템(ACC; Adaptive Cruise Control System)이 활용될 단계에 있으며, 기타 다양한 장치들이 개발되고 있다.
이러한 능동적 안전을 위한 기술적 배경으로, 선행차량과의 거리를 측정하는 기술이 필수적인데, 선행차량과의 거리를 측정하기 위해서는 통상적으로 레이저 혹은 밀리미터파를 이용한 레이더가 널리 활용되고 있다.
이러한 레이더를 이용하여 전파 빔(레이저 혹은 밀리미터파)를 발사하고, 선행차량으로부터 반사된 반사파를 분석함으로써 선행차량과의 거리를 계산하게 되는 것이다.
그런데, 선행차량과 상기 레이더를 장착한 후행 차량이 평탄한 도로를 주행중인 경우에는 원활히 선행차량과의 거리를 측정할 수 있으나, 굴곡진 도로를 달리는 경우, 레이더를 장착한 후행차량이 조사하는 레이더의 조사방향에 대하여 선행차량이 상향의 위치 혹은 하향의 위치에 존재할 수 있다. 즉, 다가오는 도로가 상향으로 굴곡된 경우에는 선행차량은 후행차량의 레이더 빔 조사방향에 대하여 위쪽의 위치에 놓이게 되고, 그 반대의 경우에는 선행차량은 후행차량의 레이더 빔 조사방향에 대하여 아래쪽의 위치에 놓이게 된다.
그런데, 레이더의 수직 조사폭에 한계가 있어 다가오는 도로의 상항/하향 굴곡이 큰 경우에는 후행차량에서 조사된 레이더 빔이 선행차량에 의해 반사되지 못하여, 후행차량은 선행차량과의 거리를 알 수 없게 되는 경우가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량이 주행중인 도로가 굴곡진 경우에도 전방 차량과의 거리를 안정되게 측정할 수 있는 차간거리 측정 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차간거리 측정 방법은, 레이더를 구비한 차량에서 상기 레이더를 이용하여 전방 차량과의 거리를 검출하는 방법으로서, 영상 카메라로부터 전방의 노면영상을 입력받는 단계; 상기 노면영상으로부터 차선을 추출하는 단계; 상기 추출된 차선을 기초로 레이더의 조사각도를 조절하는 레이더조사각도 조절단계; 및 상기 조절된 조사각도로 조사된 레이더 빔의 반사파를 이용하여 상기 전방 차량과의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 레이더조사각도 조절단계는, 상기 추출된 차선의 수평거리가 설정거리인 노면영상에서의 높이를 산출하는 단계; 상기 산출된 높이를 기초로 전방 노면의 경사도를 산출하는 경사도산출단계; 및 상기 산출된 경사도를 기초로 레이더 조사각도를 조절하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 경사도 산출단계는, 상기 산출된 높이 및 참조높이와의 차이를 기초로 경사도를 산출하는 것이 바람직하다.
상기 참조높이는, 상기 산출된 높이의 설정된 시간동안의 평균값인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이용한 차간거리 측정 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차간거리 측정 장치는, 차량(100) 전방으로 레이더 빔(125)을 조사하는 레이더(120), 상기 레이더(120)의 빔 조사각도를 조절하는 레이더 조사각도 조절기(130), 차량(100) 전방의 노면 영상을 획득하는 영상 카메라(110), 및 설정된 프로그램에 의해 동작하는 전자제어유닛(150)(electronic control unit; 이하 "ECU"라 한다)을 포함한다.
상기 레이더(120)는 임의의 주파수의 전파를 발사하는 레이더로 하여도 무방하고, 상기 영상 카메라(110)는 폐쇄회로 디지털 카메라(CCD 카메라; Closed-Circuit Digital Camera))로 하는 것이 바람직하다.
상기 레이더 조사각도 조절기(130)는, 상기 ECU(150)의 제어에 의해 상기 레이더(120)의 조사각도를 조절하기 위한 것으로서, 일예로 모터와 기어구조를 이용하여 당업자가 자명하게 구현할 수 있다.
상기 ECU(150)은 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예의 차간거리 측정방법에 포함된 각 과정을 수행하기 위한 일련의 명령으로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예의 차간거리 측정 방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예의 차간거리 측정방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예의 차간거리 측정 방법은, 레이더(120)를 구비한 상기 차량(100)에서 상기 레이더(120)를 이용하여 전방 차량(190)과의 거리를 검출하는 방법이다.
이를 위하여, 먼저, 상기 ECU(150)은 영상 카메라(110)로부터 전방의 노면영상을 입력받고(S210), 입력된 노면영상으로부터 차선을 추출한다(S215).
입력된 노면영상으로부터 차선을 추출하는 과정(S215)은 다양한 방법으로 당업자에게 자명하게 구체화될 수 있다. 일예로, 영상신호의 디지털 화소의 밝기를 기초로 차선을 추출하는 것으로 할 수 있다.
차선을 추출(S215)한 후 ECU(150)는, 상기 추출된 차선을 기초로 레이더(120)의 조사각도를 조절하고(S220), 그 결과 조절된 조사각도로 조사된 레이더 빔(125)의 반사파를 이용하여 상기 전방 차량과의 거리를 계산한다(S290).
레이더 빔(125)의 반사파를 이용하여 전방 차량(190)과의 거리를 계산하는 과정(S290)은 당업자에게 자명하다.
이하, 상기 레이더 빔 조사각도 조절단계(S220)에 관해 보다 상세히 설명한다.
추출된 차선을 기초로 레이더의 조사각도를 조절하기 위하여, 먼저 ECU(150)는, 상기 추출된 차선의 수평거리가 설정거리(D)인 노면영상에서의 높이(H)를 산출한다(S225). 상기 설정거리(D)는, 영상 카메라(110)의 노출방향, 얻어지는 노면영상의 크기 등과 같은 영상 카메라(110)의 제원을 참조로, 당업자가 임의로 설정할 수 있다.
도 3A, 3B, 및 3C는, 전방의 노면이 상향으로 굴곡된 경우, 평평한 경우, 그리고 하향으로 굴곡된 경우에 얻어지는 전방영상 및 이로부터 추출된 차선을 각각 도시하고 있다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 전방의 도로가 평평한 경우에 차선(320)간의 수평거리가 상기 설정거리(D)가 되는 높이를 참조높이(H0)라고 하자.
전방의 도로가 상향으로 굴곡된 경우(도 1 및 도 3A 참조)에는, 노면영상에서 차선의 추출위치 또한 상향으로 변형되고, 따라서 차선(310)간의 수평거리가 상기 설정거리(D)가 되는 높이(H1)는 상기 참조높이(H0)보다 높게 된다.
반대로, 전방의 도로가 하향으로 굴곡된 경우(도 3C 참조)에는, 노면영상에서 차선의 추출위치 또한 하향으로 변형되고, 따라서 차선(330)간의 수평거리가 상기 설정거리(D)가 되는 높이(H3)는 상기 참조높이(H0)보다 낮게 된다.
따라서, 상기 높이(H)를 산출한 ECU(150)는, 상기 산출된 높이(H)를 기초로 전방 노면의 경사도를 산출하는데(S230), 보다 구체적으로 상기 경사도의 산출은 상기 산출된 높이(H) 및 상기 참조높이(H0)와의 차이를 기초로 경사도를 산출하게 된다.
산출된 높이(H)와 참조높이(H0)와의 차이를 기초로 경사도를 산출하는 과정(S230)은, 다양한 방범으로 당업자가 자명하게 구현할 수 있다. 일예로, 그 차이값과 경사도와의 미리 계산된 맵테이블로 추출되는 것으로 할 수 있으며, 상기 맵테이블은, 단순한 실차 실험을 통해 얻어질 수 있다.
상기 참조높이(H0)는, 전방의 도로가 평평한 경우에 얻어지게 되는 상기 높이(H)의 값으로 전술한 바 있다. 그런데, 이러한 참조높이(H0)의 값은, 영상 카메라의 설치각도 기타 다양한 제원에 의해 달라질 수 있다.
이러한 참조높이(H0)를 고정된 상수값으로 설정하고자 하는 경우에는 특정된 차량의 제원에 따라 당업자가 자명하게 설정할 수 있다.
다만, 보다 바람직하게는, 상기 참조높이(H0)는 상기 산출된 높이(H)의 설정된 시간동안의 평균값으로 하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 영상 카메라의 노출각도가 임의의 원인에 의해 변화된 경우에도 경사도의 산출에 발생되는 오차를 줄일 수 있으며, 또한, 도로의 차선 폭이 달라지게 되는 경우에도 어느 정도의 시간이 경과된 후에는 변화된 차선 폭에 따라 적절한 참조높이(H0)의 값을 자동적으로 설정할 수 있기 때문이다.
상기 설정된 시간은, 차량(100)이 달리게 되는 도로의 평균적인 기복을 고려하여 당업자가 자명하게 설정할 수 있다.
전방 도로의 경사도를 산출(S230)한 후 ECU(150)는, 상기 산출된 경사도를 기초로 레이더의 수직 조사각도를 조절한다(S235). 조사각도의 조절폭을 산출된 경사도를 기초로 계산하는 것은 당업자에게 자명하다. 일예로, 경사도에 비례하는 값으로 조절폭을 계산하는 것으로 할 수 있다.
이상으로 본 발명의 차간거리 측정 방법 및 장치에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 차량이 주행중인 도로가 굴곡진 경우에도 전방 차량과의 거리를 안정되게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차간거리 측정 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 차간거리 측정방법을 도시한 흐름도이다.
도 3A, 3B, 및 3C는, 전방의 노면이 상향으로 굴곡된 경우, 평평한 경우, 그리고 하향으로 굴곡된 경우에 얻어지는 전방영상 및 이로부터 추출된 차선을 각각 도시한 도면이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 레이더를 구비한 차량에서 상기 레이더를 이용하여 전방 차량과의 거리를 검출하는 방법으로서,
    영상 카메라로부터 전방의 노면영상을 입력받는 단계;
    상기 노면영상으로부터 차선을 추출하는 단계;
    상기 추출된 차선을 기초로 레이더의 조사각도를 조절하는 레이더조사각도 조절단계; 및
    상기 조절된 조사각도로 조사된 레이더 빔의 반사파를 이용하여 상기 전방 차량과의 거리를 계산하는 단계;를 포함하고,
    상기 레이더조사각도 조절단계는,
    상기 추출된 차선의 수평거리가 설정거리인 노면영상에서의 높이를 산출하는 단계;
    상기 산출된 높이를 기초로 전방 노면의 경사도를 산출하는 경사도산출단계; 및
    상기 산출된 경사도를 기초로 레이더 조사각도를 조절하는 단계;
    를 포함하는 차간거리 측정 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 경사도 산출단계는, 상기 산출된 높이 및 참조높이와의 차이를 기초로 경사도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차간거리 측정 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 참조높이는, 상기 산출된 높이의 설정된 시간동안의 평균값인 것을 특징으로 하는 차간거리 측정 방법.
  5. 삭제
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