스테레오 CMOS센서를 이용한 차선 감지 시스템 개발

Abstract

현재 전세계적으로 진행되고 있는 ITS(Intelligent Transportation System) 연구는 운전자에게는 운전부담을 경감시켜 주어 운행의 편의성을 제공하여주고, 차량은 차량 자동 제어 서비스를 통한 자동 운전 서비스를 실현함으로써 운행시의 안정성을 극대화 시키는 방향으로 진행 중이고, 그 중에서 비전 시스템을 이용한 분야에서 CMOS를 사용하여 에어백 제어, 충돌감지, 충돌회피 등 점차적으로 비전 시스템이 활용되고 있다. 따라서 본 논문에서는 앞으로 계속 활용 가능성이 높은 CMOS센서에 대해 알아보고, CMOS센서를 이용하면서 여러 가지 환경적인 요인에도 강인한 시스템을 개발하기 위해 차선 모델과 칼만 필터를 이용하였고 스테레오 비전을 사용한 3차원 차선 감지 시스템을 연구하였다. 영상처리를 통해 영상에서 검출한 차선 마커는 역원근 변환을 통해 카메라 좌표계, 차량 좌표계의 단계를 거쳐 글로벌 좌표계로 변환되는데 스테레오 비전을 이용하여 획득한 두 개의 영상에서 3차원의 차선 마커를 얻을 수 있다. 실시간 처리를 위해 ROI의 영역은 스테레오 비전 센서로 입력되는 영상을 직접 관찰하면서 설정하도록 하였고, 크기는 가능한 작게 설정되도록 하였다. 또한, 수행 알고리즘 사이의 순서와 시간을 맞추기 위해 각각의 알고리즘에 Count code를 추가하여 수행 시간에 대해 조사한 후, 멀티미디어 타이머를 사용하여 초당 30프레임이 수행되도록 맞추어 주었다.; Real-time performance is very important in realizing vision-based lane sensing system. In this thesis, a lane sensing algorithm is developed such that 3-D lane geometry can be reconstructed on-line from the CMOS-based stereo camera images. The lane geometry is modeled into two 2nd order polynomials where the parameters represent road curvature, lateral offset and heading angle. These parameters are estimated by the Kalman filter and are utilized to obtain the global lane geometry through the inverse perspective mapping. In order to accomplish the real-time calculation, ROI setup is updated using the lane detection system information. Count code and SetTimer code are supplemented in the algorithm for the 30 frames/sec processing. The proposed sensing system has been implemented on a passenger car and its performance is validated.