KR101966655B1 - 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법 - Google Patents

광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 흐름 분석 결과로부터 운전자의 브레이크 조작을 인식할 수 있고, 운전자의 충돌 회피 의지가 명확한 경우 충돌 경보 신호를 금지시켜 잦은 경보 발동에 의한 운전자의 주의 분산을 방지하는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법에 관한 것이다.
본 발명의 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, (a) 차량에 장착되는 영상 인식 모듈로부터 차량의 전방 영상 및 영상 인식 정보를 추출하여 상기 전방 영상의 프레임마다 상기 영상 인식 정보에 포함된 전방 물체의 크기 변화율을 검출하는 광학 흐름 변화율 검출 단계; (b) 현재 시점을 기준으로 소정 프레임 구간의 상기 광학 흐름 변화율 평균값을 연산하는 평균 광학 흐름 변화율 연산 단계; (c) 현재 광학 흐름 변화율에서 상기 평균 광학 흐름 변화율을 감산한 값이 미리 정해진 임계값 미만인지를 판단하는 단계; (d) 상기 단계(c)에서 임계값 미만으로 판단되면 브레이크 조작 신호로 결정하는 단계; (e) 상기 단계(d) 이후 소정 시간 내에 충돌 경보 신호가 발생하는지를 판단하는 단계; 및 (f) 상기 단계(e)에서 충돌 경보 신호가 발생하면 해당 충돌 경보 신호의 출력을 금지시키는 단계를 포함한다.

Description

광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법{VEHICLE COLLISION WARNING PREVENTION METHOD USING OPTICAL FLOW ANALYSIS}
본 발명은 광학 흐름 분석을 이용하여 차량 충돌 경보 신호를 금지하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량으로부터 브레이크 신호를 전달받지 않고도 광학 흐름 분석을 이용하여 브레이크 조작 여부를 판단하며, 판단 결과에 따라 충돌 경보를 억제하는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 충돌 경보장치는 초음파 센서, 레이저 센서, 또는 영상인식장치를 이용하여 전방 차량과의 상대 거리를 연산하고, 전방 차량이 충돌 우려가 있는 거리 내에 존재하는 경우 청각적 및 시각적 신호로서 경보하는 장치이다. 운전자는 경보 신호를 인지하여 급제동을 수행함으로써, 전방 차량의 급정거와 같은 돌발 상황에 대처하며 차량의 충돌 사고 및 이에 연계된 다중 충돌 사고를 미연에 방지할 수 있다.
최근까지의 차량 충돌 경보장치는 전방 차량의 가속도를 실시간으로 보상하고 상대 거리 연산 정확도를 높이거나, 전전방의 차량 거동까지 모니터링 하여 경보를 실시하거나, 센싱 신호의 정확도를 높이는 등으로 발전하고 있다. 즉, 다양한 위험 상황에 대하여 인식하고 경보 발동 확률을 높여 안전성을 높이는데 초점이 맞추어져 있다.
예를 들어, 대한민국 특허등록 제10-1407520호는 자차량과 전방 차량 간의 상대 거리뿐만 아니라 자차량과 전전방 차량 간의 상대 거리를 산출하여 전전방 차량의 거동까지 모니터링 함으로써 충돌 사고의 발생 확률을 보다 낮추도록 한 차량 충돌 경보 시스템을 제안하고 있다. 대한민국 특허등록 제10-0507090호는 밀리파 레이더를 이용하는 차량 충돌 경보 시스템의 구현을 통해 선행 차량에 대한 충돌 위험 발생 시에 경보의 신뢰성을 높이고 있다.
하지만, 차량 충돌 경보장치에 의한 잦은 충돌 경보는 오히려 운전자의 각성 효과를 저하시키는 원인이 될 수 있다. 만약, 운전자의 충돌 회피 의지가 확고한 경우에도 경보를 발생시킨다면, 경보음이나 내비게이션 장치의 화면으로 출력되는 시각적인 경보 조치는 운전자의 주의를 분산시켜, 충돌 회피 운전에 방해가 될 수 있다.
운전자의 충돌 회피 의지를 가장 확실하게 인식할 수 있는 것은 운전자의 브레이크 조작이다. 차량의 제조 과정에서 차량 충돌 경보장치를 설치하는 경우, ECU 또는 브레이크 유압장치로부터 브레이크 신호를 전달받도록 설계할 수 있겠으나, 애프터 마켓(After Market)에서 제공되는 차량 충돌 경보장치를 나중에 차량에 설치하는 경우에는, 다양한 차종이 존재하고 차종마다 브레이크 신호가 상이하므로 차량으로부터 브레이크 신호를 전달받는 것이 곤란하다.
대한민국 특허등록 제10-1407520호 대한민국 특허등록 제10-0507090호
본 발명은 차량으로부터 브레이크 신호를 전달받지 않고도 전방 영상의 광학 흐름 분석을 이용하여 운전자의 브레이크 조작을 인식하고 충돌 경보를 억제함으로써, 운전자의 충돌 회피 의지가 존재하는 경우에는 경보 신호 발동에 의한 주의 분산을 방지하고 충돌 경보의 각성 효과를 극대화 할 수 있는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, (a) 차량에 장착되는 영상 인식 모듈로부터 차량의 전방 영상 및 영상 인식 정보를 추출하여 상기 전방 영상의 프레임마다 상기 영상 인식 정보에 포함된 전방 물체의 크기 변화율을 검출하는 광학 흐름 변화율 검출 단계; (b) 현재 시점을 기준으로 소정 프레임 구간의 상기 광학 흐름 변화율 평균값을 연산하는 평균 광학 흐름 변화율 연산 단계; (c) 현재 광학 흐름 변화율에서 상기 평균 광학 흐름 변화율을 감산한 값이 미리 정해진 임계값 미만인지를 판단하는 단계; (d) 상기 단계(c)에서 임계값 미만으로 판단되면 브레이크 조작 신호로 결정하는 단계; (e) 상기 단계(d) 이후 소정 시간 내에 충돌 경보 신호가 발생하는지를 판단하는 단계; 및 (f) 상기 단계(e)에서 충돌 경보 신호가 발생하면 해당 충돌 경보 신호의 출력을 금지시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, 상기 현재 광학 흐름 변화율은 아래의 수식(1)에 의해 산출되며, 상기 평균 광학 흐름 변화율은 아래의 수식(2)에 의해 산출된다.
수식(1)
Figure 112016095078011-pat00001
수식(2)
Figure 112016095078011-pat00002
여기서,
Figure 112016095078011-pat00003
는 상기 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 현재 프레임의 광학 흐름 값이고,
Figure 112016095078011-pat00004
는 상기 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 이전 프레임의 광학 흐름 값이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, 상기 단계(c) 이후에, (c-1) 가속도 센서로부터 차량의 진행방향 가속도 신호를 수신하는 단계; (c-2) 수신된 가속도 신호를 적분하여 적분 가속도를 연산하는 단계; 및 (c-3) 상기 단계(c-2)에서 연산된 상기 적분 가속도가 미리 정해진 임계값 미만인지를 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 단계(d)는 상기 단계(c-3)에서 상기 적분 가속도가 상기 임계값 미만으로 판단될 경우 브레이크 조작 신호로 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, 상기 단계(c-1) 이후에 저주파 통과 필터(Low Pass Filter)를 이용하여 수신된 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, 상기 노이즈 제거 단계는 아래의 수식(3)에 의해 노이즈를 제거한다.
수식(3)
Figure 112016095078011-pat00005
여기서,
Figure 112016095078011-pat00006
는 가속도 추정값이고,
Figure 112016095078011-pat00007
는 가속도 현재값이고,
Figure 112016095078011-pat00008
는 자연수이고,
Figure 112016095078011-pat00009
는
Figure 112016095078011-pat00010
의 상수이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법은, 상기 단계(c-2)의 적분 가속도 연산은 아래의 수식(4)에 의해 수행된다.
수식(4)
Figure 112016095078011-pat00011
여기서,
Figure 112016095078011-pat00012
는 시간,
Figure 112016095078011-pat00013
는 차량의 진행방향 가속도이다.
본 발명의 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법에 따르면, 애프터 마켓 형태로 적용되는 차량 탑재 장치와 같이 차량으로부터 브레이크 신호를 전달받지 못하는 경우라도 광학 흐름 분석 결과로부터 운전자의 브레이크 조작을 인식할 수 있고, 운전자의 충돌 회피 의지가 명확한 경우 충돌 경보 신호를 금지시켜 잦은 경보 발동에 의한 운전자의 주의 분산을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차량 탑재 장치를 예시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 차량 충돌 경보 금지 방법을 예시한 흐름도,
도 3 내지 5는 본 발명에서 광학 흐름 변화율 검출 과정을 예시한 도면,
도 6은 본 발명에서 광학 흐름 변화율 값을 예시한 도면,
도 7은 본 발명에서 차량 진행방향 가속도 신호를 얻는 과정을 예시한 도면,
도 8은 저주파 통과 필터 적용 전 가속도 신호의 파형을 보인 파형도, 및
도 9는 저주파 통과 필터 적용 후 가속도 신호의 파형을 보인 파형도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차량 탑재 장치를 예시한 블록도이다.
여기에서 언급되는 차량 탑재 장치라 함은 차량 충돌 경보 장치 또는 기능을 포함하는 ASV(Advaced Safety Vehicle) 장치를 의미한다. 도 1을 참조하면, 차량 탑재 장치는 카메라 모듈(210)과, 영상 인식 모듈(220)과, 차량 충돌 경보 장치(230)와, 알람 처리부(240)와, 디스플레이 수단(250)과, 스피커(260)를 포함한다.
카메라 모듈(210)은 차량의 전방 영상을 촬영하는 수단이며, 도시하지 않았지만, 전방 물체와의 거리 측정을 위하여 초음파 센서 또는 레이더 센서와 같은 거리 측정 수단이 더 설치될 수 있다.
영상 인식 모듈(220)은 카메라 모듈(210)에서 촬영한 영상으로부터 선행 차량이나 전방의 장애물을 인식하고, 인식된 전방의 물체에 대하여 자차와의 상대 거리를 연산한다. 전방 영상은 프레임 단위로 도시 안된 메모리 수단에 저장되며, 전방 영상에서 선행차량이나 장애물 등과 같은 전방의 물체를 인식한 영상 인식 정보 역시 전방 영상과 함께 메모리 수단에 저장된다.
차량 충돌 경보 장치(230)는 전방의 물체가 충돌 우려가 있는 거리 내에 존재하는 경우 충돌 경보 신호를 발생시킨다. 알람 처리부(240)는 충돌 경보 신호가 발생하면, 디스플레이 수단(250)으로 시각적 경보 신호를 출력하며, 스피커(260)로 청각적 경보 신호를 출력하여, 충돌 위험을 운전자에게 알린다. 차량 충돌 경보 장치(230)에서 선행 차량과의 상대 거리에 따라 충돌 경보 신호를 발생시키고, 디스플레이 수단(250) 및 스피커(260)를 통해 경보 신호를 출력하는 과정은 통상 알려진 FCWS(Front Collision Warning System)와 동일하므로 이하에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 본 발명이 적용되는 차량 탑재 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 광학 흐름 변화율 검출부(110)와, 가속도 센서(120)와, 저주파 통과 필터(130, LPF: Low Pass Filter)와, 적분 가속도 연산부(140)와, 경보 억제부(150)를 더 포함한다.
광학 흐름 변화율 검출부(110)는 영상 인식 모듈(220)로부터 차량의 전방 영상과 전방 영상에 대한 영상 인식 정보를 추출한다. 영상 인식 정보는 차량 전방의 선행 차량 또는 장애물 등의 전방 물체와 관련된 정보를 포함한다. 광학 흐름 변화율 검출부(110)는 전방 영상의 프레임마다 전방 물체의 크기 변화율을 검출하며, 검출 결과를 토대로 현재 시점을 기준으로 한 현재 광학 흐름 변화율(OFCR: Optical Flow Change Rate)과, 소정 프레임 구간의 광학 흐름 변화율 평균값에 해당하는 평균 광학 흐름 변화율을 연산한다.
가속도 센서(120)는 차량에 탑재되어 적어도 차량의 진행방향 가속도를 포함한 가속도를 검출한다. 저주파 통과 필터(130)는 가속도 센서(120)에서 출력되는 신호 중 저주파 성분을 필터링하여 출력한다. 적분 가속도 연산부(140)는 필터링 된 가속도 값을 적분하여 적분 가속도를 연산한다.
경보 억제부(150)는 광학 흐름 변화율 검출부(110)의 연산 결과와 적분 가속도 연산부(140)의 연산 결과를 각각 따로 정해진 임계값과 비교하여 브레이크 조작 여부를 판단한다. 경보 억제부(150)는 브레이크 조작으로 판단한 경우 경보 억제 신호를 출력한다. 경보 억제부(150)에서 경보 억제 신호가 출력되는 경우 경보 억제 신호 출력 이후 소정 시간 내에 발생되는 충돌 경보 신호는 출력이 차단되어, 경보 발생을 금지시킨다.
도 2는 본 발명에 따른 차량 충돌 경보 금지 방법을 예시한 흐름도이다. 이를 참조하여 본 발명에 의한 경보 금지 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량의 전방 영상의 프레임마다 광학 흐름 변화율을 검출한다(ST110).
도 3 내지 5는 본 발명에서 광학 흐름 변화율 검출 과정을 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 차량의 전방 영상에서 영상 인식 모듈(220)은 선행 차량의 외곽 지점을 인식하고, 외곽 지점에 관한 정보를 생성한다. 광학 흐름 변화율 검출부(110)는 도 3의 영상 프레임에서 선행 차량의 크기 정보(예컨대, 도 3에서 사각형 박스로 도시된 부분의 크기)를 추출할 수 있다. 만약, 도 3의 영상 프레임이 최초의 영상 프레임이라면, 다음 영상 프레임부터 광학 흐름 변화율을 검출할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 3에서 선행 차량이 점차 근접하는 경우 차량의 크기가 확대되면서, 영상 프레임 상에서 사각형 박스의 크기가 커지게 된다. 이때, 사각형 박스 둘레의 화살표의 크기가 광학 흐름 변화율을 나타낸다. 광학 흐름 변화율이 점차 커지게 되면 선행 차량이 점차 근접하고 있음을 의미하므로 충돌 경보가 발생될 것이다.
도 5에서는 영상 프레임이 더 지나갔음에도 불구하고, 도 4에 비해 선행 차량의 크기 변화기 미미하며, 화살표의 크기 역시 변화가 별로 없다. 즉, 도 5에서와 같이 광학 흐름 변화율이 미미한 경우, 운전자가 브레이크를 조작하거나 감속하여 선행 차량과의 거리를 유지하고 있거나 멀어지는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 충돌 경보의 발생을 금지시킬 필요가 있다.
즉, 도 3 내지 5와 같은 영상 프레임에서 이전 프레임과 대비하여 광학 흐름 변화율을 검출할 수 있다.
다음 단계에서, 소정 프레임 구간의 평균 광학 흐름 변화율을 산출한다(ST120).
도 6은 본 발명에서 광학 흐름 변화율 값을 예시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 각 블록은 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 광학 흐름(Optical Flow) 값을 나타내며, 가장 우측의 블록은 현재 프레임의 광학 흐름 값을 가장 좌측의 블록은 n 프레임 이전의 광학 흐름 값을 나타낸다. 도 6의 데이터 블록에서, 현재 광학 흐름 변화율(Current OFCR)은 아래의 수식 (1)에 의해 산출될 수 있으며, 평균 광학 흐름 변화율(Average OFCR)은 아래의 수식 (2)에 의해 산출될 수 있다.
수식(1)
Figure 112016095078011-pat00014
수식(2)
Figure 112016095078011-pat00015
여기서,
Figure 112016095078011-pat00016
는 상기 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 현재 프레임의 광학 흐름 값이고,
Figure 112016095078011-pat00017
는 상기 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 이전 프레임의 광학 흐름 값이다.
다시 도 2를 참조하면, 다음 단계에서 현재 광학 흐름 변화율에서 평균 광학 흐름 변화율을 감산한 값이 미리 정해진 임계값 미만인지를 판단한다(ST130). 예를 들어, 임계값은 '0(zero)' 이거나 음수일 수 있다. 만약, 감산한 값이 임계값을 넘어선다면 이는 전방의 물체가 점점 더 접근하는 상태를 나타내므로, 경보 발생은 정상적으로 이루어져야 할 것이다. 감산한 값이 임계값을 넘어선다면 단계 ST120으로 복귀한다.
만약, 감산한 값이 임계값 미만이라면, 전방의 물체와 거리를 유지하는 상태를 나타낼 수 있으며, 이 경우 본 발명의 취지에 따라 경보를 금지시킬 필요가 있다. 감산한 값이 임계값 미만인 경우, 단계 ST140으로 진행되어 가속도 센서(110)로부터 차량 진행방향 가속도 신호를 수신한다(ST140).
도 7은 본 발명에서 차량 진행방향 가속도 신호를 얻는 과정을 예시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 차량(200)에 탑재되는 가속도 센서(120)는 2축 센서인 경우 차량(200)의 진행방향인 X방향 가속도 데이터와 지면(300)에 대하여 수직인 Z방향 가속도 데이터를 출력한다. 본 발명에서는 브레이크 조작 여부를 판단하기 위하여, X방향 가속도 데이터를 수신한다. 여기서, 차량(200)이 오르막길이나 내리막길을 달리는 경우라도 지면(300)에 대하여는 차량의 진행방향이 항상 수평 상태이므로, 차량(200)이 오르막길을 달리거나 내리막길을 달리는 경우에 대하여 X방향 가속도 데이터를 보정할 필요는 없다.
다음으로, 저주파 통과 필터(130)를 이용하여 수신된 가속도 신호의 노이즈를 제거한다(ST150). 노이즈 제거 단계(ST150)는 아래의 수식(3)에 의해 수행된다.
수식(3)
Figure 112016095078011-pat00018
여기서,
Figure 112016095078011-pat00019
는 가속도 추정값이고,
Figure 112016095078011-pat00020
는 가속도 현재값이고,
Figure 112016095078011-pat00021
는 자연수이고,
Figure 112016095078011-pat00022
는
Figure 112016095078011-pat00023
의 상수이다.
도 8은 저주파 통과 필터 적용 전 가속도 신호의 파형을 보인 파형도이고, 도 9는 저주파 통과 필터 적용 후 가속도 신호의 파형을 보인 파형도이다.
도시한 바와 같이, X방향 가속도 신호에 대하여 도 8에서의 노이즈 성분이 도 9와 같이 제거되었으며, 이에 따라 가속도 신호를 이용한 운전자의 정지 의사 검출 정확도가 높아질 수 있다.
다음으로, 노이즈 필터링 된 가속도 신호를 적분하여 적분 가속도를 연산한다(ST160). 적분 가속도의 연산은 아래의 수식(4)에 의해 수행된다.
수식(4)
Figure 112016095078011-pat00024
여기서,
Figure 112016095078011-pat00025
는 시간,
Figure 112016095078011-pat00026
는 차량의 진행방향 가속도이다.
다음으로, 적분 가속도를 미리 정해진 임계값과 비교하고, 적분 가속도가 임계값 미만인지를 판단한다(ST170). 임계값은 반복적인 모의 차량 실험을 통해 얻을 수 있다.
만약, 단계 ST170에서 적분 가속도가 임계값 이상으로 판단된다면, 운전자의 브레이크 조작이 아닌 상태를 나타내므로 경보 발생을 정상적으로 수행할 필요가 있다.
만약, 단계 ST170에서 적분 가속도가 임계값 미만인 것으로 판단되면, 브레이크 조작 신호로 결정한다(ST180). 그리고 소정 시간 내에 충돌 경보 신호가 발생하는지 여부를 판단한다(ST190).
만약, 소정 시간 내에 충돌 경보 신호가 발생하지 않는다면, 단계 ST110으로 복귀하여 브레이크 조작 여부 검출 플로우를 다시 시작한다.
만약, 단계 ST190에서 충돌 경보 신호가 발생한 것으로 판단되면, 해당 충돌 경보 신호의 출력을 억제한다(ST200). 즉, 운전자의 브레이크 조작으로 판단하여 충돌 경보 알람을 금지시킴으로써, 운전자가 경보 신호에 의해 주의가 분산되지 아니한 상태에서 충돌 회피 운전에 집중할 수 있도록 한다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 충돌 경보 억제 장치 110 : 광학 흐름 변화율 검출부
120 : 가속도 센서 130 : 저주파 통과 필터
140 : 적분 가속도 연산부 150 : 경보 억제부
200 : 차량 210 : 카메라 모듈
220 : 영상 인식 모듈 230 : 차량 충돌 경보 장치
240 : 알람 처리부 250 : 디스플레이 수단
260 : 스피커 300 : 지면

Claims (6)

  1. (a) 차량에 장착되는 영상 인식 모듈로부터 차량의 전방 영상 및 영상 인식 정보를 추출하여 상기 전방 영상의 프레임마다 상기 영상 인식 정보에 포함된 전방 물체의 크기 변화율을 검출하는 광학 흐름 변화율 검출 단계;
    (b) 현재 시점을 기준으로 소정 프레임 구간의 상기 광학 흐름 변화율 평균값을 연산하는 평균 광학 흐름 변화율 연산 단계;
    (c) 현재 광학 흐름 변화율에서 상기 평균 광학 흐름 변화율을 감산한 값이 미리 정해진 임계값 미만인지를 판단하는 단계;
    (d) 상기 단계(c)에서 임계값 미만으로 판단되면 브레이크 조작 신호로 결정하는 단계;
    (e) 상기 단계(d) 이후 소정 시간 내에 충돌 경보 신호가 발생하는지를 판단하는 단계; 및
    (f) 상기 단계(e)에서 충돌 경보 신호가 발생하면 해당 충돌 경보 신호의 출력을 금지시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 현재 광학 흐름 변화율은 아래의 수식(1)에 의해 산출되며, 상기 평균 광학 흐름 변화율은 아래의 수식(2)에 의해 산출되는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법.
    수식(1)
    Figure 112018116704091-pat00049

    수식(2)
    Figure 112018116704091-pat00050

    여기서,
    Figure 112018116704091-pat00051
    는 상기 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 현재 프레임의 광학 흐름 값이고,
    Figure 112018116704091-pat00052
    는 상기 전방 물체의 크기 정보를 포함하는 이전 프레임의 광학 흐름 값이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계(c) 이후에,
    (c-1) 가속도 센서로부터 차량의 진행방향 가속도 신호를 수신하는 단계;
    (c-2) 수신된 가속도 신호를 적분하여 적분 가속도를 연산하는 단계; 및
    (c-3) 상기 단계(c-2)에서 연산된 상기 적분 가속도가 미리 정해진 임계값 미만인지를 판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 단계(d)는 상기 단계(c-3)에서 상기 적분 가속도가 상기 임계값 미만으로 판단될 경우 브레이크 조작 신호로 결정하는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단계(c-1) 이후에 저주파 통과 필터(Low Pass Filter)를 이용하여 수신된 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 더 포함하는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노이즈 제거 단계는 아래의 수식(3)에 의해 노이즈를 제거하는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법.
    수식(3)
    Figure 112016095078011-pat00031

    여기서,
    Figure 112016095078011-pat00032
    는 가속도 추정값이고,
    Figure 112016095078011-pat00033
    는 가속도 현재값이고,
    Figure 112016095078011-pat00034
    는 자연수이고,
    Figure 112016095078011-pat00035
    는
    Figure 112016095078011-pat00036
    의 상수이다.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 단계(c-2)의 적분 가속도 연산은 아래의 수식(4)에 의해 수행되는 광학 흐름 분석을 이용한 차량 충돌 경보 금지 방법.
    수식(4)
    Figure 112016095078011-pat00037

    여기서,
    Figure 112016095078011-pat00038
    는 시간,
    Figure 112016095078011-pat00039
    는 차량의 진행방향 가속도이다.
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