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센서 융합 기반 정밀 측위를 위한 노면 표시 검출
Road Surface Marking Detection for Sensor Fusion-based Positioning System 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.22 no.7, 2014년, pp.107 - 116  

김동석 (한양대학교 자동차전자제어연구소) ,  정호기 (한양대학교 미래자동차공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents camera-based road surface marking detection methods suited to sensor fusion-based positioning system that consists of low-cost GPS (Global Positioning System), INS (Inertial Navigation System), EDM (Extended Digital Map), and vision system. The proposed vision system consists of ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그림과 같이 GPS-INS 측위의 경로 오차가 발생 할 경우 카메라 시스템에서 검출한 노면 표시 정보와 EDM과의 매칭을 통해 자차의 위치를 보정하게 된다. 따라서, 카메라 시스템이 노면 표시를 오인식할 경우 전체 시스템의 성능을 심각하게 저해하기 때문에, 제안 시스템은 노면 표시의 오인식을 최소화하는 것을 목표로 하였다.
  • 본 논문에서는 Fig. 15와 같이 국내 노면 표시 중 테스트 주행 중 상대적으로 출현이 빈번하여 분류기 학습을 위해 충분한 수의 샘플을 취득할 수 있었던 9종의 노면 표시를 인식하였다.12)
  • 본 논문에서는 센서 융합 기반 정밀 측위를 위한 영상 기반 노면 표시 검출 방법에 대해 설명하였다. 제안하는 시스템은 오인식 최소화 및 실시간 처리 가능한 수준의 영상처리 알고리즘 개발에 주안점을 두었다.
  • 9,10) 하지만 모든 노면 표시가 규격과 정확히 일치하도록 페인팅되어 있지 않을 뿐만 아니라, 노면의 오염, 역광에 의한 노면 반사나 그림자 등에 의해 생성된 후보의 다양성이 크다. 이에, 본 논문에서는 다양한 조건에서 노면 표시 샘플을 취득하고 이들을 활용 하여 분류기를 학습하는 기계 학습(machine learning) 방법을 도입하여 생성된 노면 표시 후보의 다양성 문제를 대응하였다.
  • 8의 템플릿을 사용하였으며, 템플릿이 양인 부분의 폭 W는 차로 폭을 표현하는 것으로 거리에 따른 차로 표시의 폭의 변화를 고려하여 영상의 높이 좌표(y)에 따라 적응적으로 설정하였다. 이와 같은 단순한 1차원 템플릿을 사용함으로써 영상 처리에 있어 일반적으로 가장 많은 연산량을 필요로 하는 전처리 과정, 즉, 특징 추출 단계의 연산량을 최소화하여 시스템의 실시간성을 확보하고자 하였다. 특히 사용된 템플릿은 integral image7)를 활용하여 연산이 가능한 형태로, 이를 활용하여 연산량을 획기적으로 축소할 수 있었으며, 그 효과는 실험 부분에서 제시하였다.
  • 이와 함께, 고속으로 주행하는 차량에서의 정밀 측정을 달성하기 위하여 실시간 처리 가능한 수준의 영상 처리 알고리즘 개발에 주안점을 두었다.

가설 설정

  • 따라서 본 논문에서는 차로 표시 인식을 근거리 영역만을 대응하는 문제로 한정하였다. 이에 Fig. 3과 같이 근거리 영역(약 20m 이내)의 차로 표시 검출 ROI를 설정하고 이 영역 내의 차로 표시를 직선으로 가정하여 차로 표시 검출을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차로 변경 FSM을 도입한 이유는? 차로 표시 인식부에서는 차로 검출 과정을 효과적으로 관리하기 위해 차로 변경 FSM(Finite State Machine)을 도입하였다. 이를 통해 상태(state) 별로 차로 표시 특징(feature) 추출을 위한 탐색 영역(gating)과 방법을 변경함으로써 검출 성능의 강인성을 개선하고 연산 속도를 최적화하였다.
차로 변경 FSM의 6가지 상태는 무엇인가? 여기서, 사각형은 FSM의 상태들을 나타내고, 화살표는 상태 간의 전이(transition)를 나타낸다. FSM은 기본적으로 detection, tracking, left departure, right departure, left entrance, right entrance의 6개의 상태로 구성된다.
차로 표시(차선) 인식은 어떤 용도로 사용되는가? 차로 표시(차선) 인식은 차선 이탈 방지 시스템(LDWS: Lane Departure Warning System)이나 차로 유지 시스템(LKS: Lane Keeping System) 등 차량 안전을 위한 운전자 보조 시스템(DAS: Driver Assist System)의 용도로 이미 오래 전부터 연구 되어 왔고 이미 상당 수준의 성능을 보이고 있다.6)
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. I. Skog and P. Handel, "In-car Positioning and Navigation Technologies-A Survey," Intelligent Transportation Systems, IEEE Trans., Vol.10, No.1, pp.4-21, 2009. 

  2. Z. Wu, M. Yao, H. Ma and W. Jia, "Improving Accuracy of the Vehicle Attitude Estimation for Low-cost INS/GPS Integration Aided by the GPS-measured Course Angle," Intelligent Transportation Systems, IEEE Trans., Vol.14, No.2, pp.553,564, 2013. 

  3. G. Gao and L. Gerard, "INS-assisted High Sensitivity GPS Receivers for Degraded Signal Navigation," Proceedings of the 19th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS 2006), pp.2977-2989, 2006. 

  4. S. Nedevschi, V. Popescu, R. Danescu, T. Marita and F. Oniga, "Accurate Ego-vehicle Global Localization at Intersections through Alignment of Visual Data with Digital Map," Intelligent Transportation Systems, IEEE Trans., Vol.14, No.2, pp.673-687, 2013. 

  5. M. Schreiber, C. Knoppel and U. Franke, "Lane-Loc: Lane Marking Based Localization Using Highly Accurate Maps," Intelligent Vehicles Symposium (IV), pp.449-454, 2013. 

  6. S. Yenikaya, Y. Gokhan and D. Ekrem, "Keeping the Vehicle on the Road: A Survey on On-road Lane Detection Systems," ACM Computing Surveys (CSUR), 2013. 

  7. P. Viola and M. Jones, "Robust Real-time Object Detection," International Journal of Computer Vision, Vol.57, Issue 2, pp.137-154, 2004. 

  8. M. A. Fischler and R. C. Bolles, "Random Sample Consensus: A Paradigm for Model Fitting with Applications to Image Analysis and Automated Cartography," CACM, Vol.24, Issue 6, pp.381-395, 1981. 

  9. L. Ziqiong, W. Shengjin and D. Xiaoqing, "ROI Perspective Transform Based Road Marking Detection and Recognition," International Conference on Audio, Language and Image Processing (ICALIP), pp.841-846, 2012. 

  10. I. M. Chira, C. Ancuta and G. D. Radu, "Realtime Detection of Road Markings for Driving Assistance Applications," International Conference on Computer Engineering and Systems (ICCES), pp.158-163, 2010. 

  11. M. Bertozzi, A. Broggi and A. Fascioli, "Stereo Inverse Perspective Mapping: Theory and Applications," Image and Vision Computing, Vol.16, Issue 8, pp.585-590, 1998. 

  12. The Office of Legislation (Republic of Korea), Enforcement Regulations Appendix 6, The Road Traffic Act, 2014. 

  13. N. Dalal and B. Triggs, "Histograms of Oriented Gradients for Human Detection," IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR 2005), Vol.1, pp.886-893, 2005. 

  14. M. Enzweiler and D. M. Gavrila, "Monocular Pedestrian Detection: Survey and Experiments," Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Trans., Vol.31, No.12, pp.2179-2195, 2009. 

  15. K. Crammer and Y. Singer, "On the Algorithm Implementation of Multiclass Kernel-based Vector Machines," The Journal of Machine Learning, Vol.2,3, pp.265-292, 2002. 

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