시중에 운전자의 편의성을 높여주기 위해 Around-View라는 카메라를 이용한 영상처리 장치가 판매되고 있다. 이 시스템은 운전자의 미숙한 조작 또는 운전자의 시야 확보가 불가능하여 발생하는 사고에 대해 사전에 미리 방지하고자 나온 시스템이다. 그런데, 편리한 운전을 위해 나온 시스템이 복잡한 설치 과정, 고가의 설치비용의 문제로 인하여 운전자들에게 널리 보급되지 못하고 있다. 첫째 고가의 장비, 둘째 어려운 개발 환경, 셋째 불편한 설치 과정 등의 문제점으로 인하여 운전자들은 이 시스템을 접할 기회가 힘들고 개발자들은 이 시스템을 개발할 엄두를 못 내고 있는 상황이다. 이 중 한 가지 문제점이라도 해결이 된다면 사용자들은 조금 더 저렴한 비용으로 이 시스템을 접할 수 있을 거라고 생각된다. 본 논문에서 제안하고자 하는 AVM(Around-View Monitoring) 시스템은 앞서 말한 세 가지의 문제점 중 고가의 장비, 불편한 설치 과정 이 두 가지 문제를 최소화 시킨 시스템이다. 저렴한 USB 장치와 후방카메라를 이용하여 구매 비용이 많이 발생하는 문제를 해결 하였다. 그리고 불편한 설치과정을 고려하여 최대한 설치가 용이하도록 개발 하였다. 이 시스템으로 인하여 소비자들의 가격 부담을 줄여주려고 한다.
시중에 운전자의 편의성을 높여주기 위해 Around-View라는 카메라를 이용한 영상처리 장치가 판매되고 있다. 이 시스템은 운전자의 미숙한 조작 또는 운전자의 시야 확보가 불가능하여 발생하는 사고에 대해 사전에 미리 방지하고자 나온 시스템이다. 그런데, 편리한 운전을 위해 나온 시스템이 복잡한 설치 과정, 고가의 설치비용의 문제로 인하여 운전자들에게 널리 보급되지 못하고 있다. 첫째 고가의 장비, 둘째 어려운 개발 환경, 셋째 불편한 설치 과정 등의 문제점으로 인하여 운전자들은 이 시스템을 접할 기회가 힘들고 개발자들은 이 시스템을 개발할 엄두를 못 내고 있는 상황이다. 이 중 한 가지 문제점이라도 해결이 된다면 사용자들은 조금 더 저렴한 비용으로 이 시스템을 접할 수 있을 거라고 생각된다. 본 논문에서 제안하고자 하는 AVM(Around-View Monitoring) 시스템은 앞서 말한 세 가지의 문제점 중 고가의 장비, 불편한 설치 과정 이 두 가지 문제를 최소화 시킨 시스템이다. 저렴한 USB 장치와 후방카메라를 이용하여 구매 비용이 많이 발생하는 문제를 해결 하였다. 그리고 불편한 설치과정을 고려하여 최대한 설치가 용이하도록 개발 하였다. 이 시스템으로 인하여 소비자들의 가격 부담을 줄여주려고 한다.
Around-View, the image processing device which increases the comfort of drivers is sold in the market. This system prevents accidents in advance while driving or parking. The accidents are caused with their inexperienced driving or bad visibility. It is developed for driving convenience. However, it...
Around-View, the image processing device which increases the comfort of drivers is sold in the market. This system prevents accidents in advance while driving or parking. The accidents are caused with their inexperienced driving or bad visibility. It is developed for driving convenience. However, it dosen't spread to the driver widely due to the problem of the high installation costs and complex installation process. First, expensive equipment second, difficult development environment and third, inconvenient installation procedure. So the drivers don't have many opportunities to use this system and dare to develop this system. I think if one of the problems can be solved, users might be able to access this system at low cost. In this paper, the AVM(Around-View Monitoring) minimizes two of them. Expensive equipment, inconvenient installation. The costly problems were solved by using low-cost USB device and rear cameras. In view of inconvenient installation process, the new system was designed to make it easy for people to install it. Through this, it can ease the burden of consumers.
Around-View, the image processing device which increases the comfort of drivers is sold in the market. This system prevents accidents in advance while driving or parking. The accidents are caused with their inexperienced driving or bad visibility. It is developed for driving convenience. However, it dosen't spread to the driver widely due to the problem of the high installation costs and complex installation process. First, expensive equipment second, difficult development environment and third, inconvenient installation procedure. So the drivers don't have many opportunities to use this system and dare to develop this system. I think if one of the problems can be solved, users might be able to access this system at low cost. In this paper, the AVM(Around-View Monitoring) minimizes two of them. Expensive equipment, inconvenient installation. The costly problems were solved by using low-cost USB device and rear cameras. In view of inconvenient installation process, the new system was designed to make it easy for people to install it. Through this, it can ease the burden of consumers.
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문제 정의
마지막으로 영상정합 알고리즘을 이용하여 4개의 분할 영상들을 하나로 합쳐 네비게이션 화면에 하나로 보여 지게끔 한다. 이 과정들을 거쳐 하나의 시스템으로 만들어 기존의 시스템보다 더 저 저렴한 시스템을 사용자들에게 제공하고자 한다.
영상이 차량안에 장착된 네비게이션에 보여지면 AVM(Around-View Monitoring)시스템의 알고리즘(왜곡 보정, 호모그래피, 영상정합)을 적용시킨다. 이 모든 과정이 이루어져 사용자들에게 기존에 나와 있는 시스템보다 더 저렴하고 개선적인 AVM(Around-View Monitoring)시스템을 제공하고자 한다.
제안 방법
하지만 이런 번거로운 작업이 이 시스템의 세팅 비용을 높이는 문제점이기도 하다. 그러하여 세팅 비용도 낮추기 위해 한번 구했던 좌표를 다시 또 구하지 않고 재사용하는 방법을 채택하였다. 물론 정확성 문제도 같이 개선하였다.
우선 첫 번째, 저렴한 USB 장치와 후방카메라를 이용하여 구매 비용이 많이 발생하는 문제를 해결 하였다. 그리고 두 번째 불편한 세팅 과정을 고려하여 최대한 세팅이 용이하도록 개발 하였다. 이 두 가지 요인들만 해결하더라도 소비자들은 저렴한 가격으로 이 시스템을 손쉽게 설치할 수 있고 판매자는 저렴한 가격으로 인하여 시장경제 활성화에 큰 기여를 할 것이라고 예상 된다.
마지막으로 4개의 영상 모두를 왜곡 보정과 호모그래피 작업을 시행한 후 하나의 영상으로 합치기 위해 영상정합 알고리즘 기법을 사용한다. 영상 정합(image registration)은 이와 같은 서로 다른 영상을 변형하여 하나의 좌표계에 나타내는 처리기법이다[5].
제일 먼저 비용을 낮추기 위해 생각한 방법이 세팅 환경을 편하게 만들었다. 반복적인 계산과 수행과정들을 한 번의 과정만으로 해결할 수 있게끔 개발 하였다. 한 번의 과정만으로 발생할 수 있는 정확성 문제도 독자적인 알고리즘을 이용하여 해결하였다.
본 논문에서 제시한 AVM(Around-View Monitoring) 시스템은 3가지의 핵심 기술과 저렴한 장비만 있으면 된다. 3가지 핵심 기술 중엔 160°이상의 화각을 제공하는 카메라의 왜곡 현상을 보정 시키는 왜곡 보정 기술과 카메라에서 화면에 보여주는 영상을 2D에서 3D로 변환 시키는 호모그래피 알고리즘, 4개의 영상을 하나의 화면에 보여주도록 정합하는 영상정합 알고리즘이 필요로 하다.
반복적인 계산과 수행과정들을 한 번의 과정만으로 해결할 수 있게끔 개발 하였다. 한 번의 과정만으로 발생할 수 있는 정확성 문제도 독자적인 알고리즘을 이용하여 해결하였다.
대상 데이터
본 논문에서 설계를 하고자 제안한 AVM시스템을 구현하기 위해선 4대의 카메라, 4대의 후방 카메라, 데스크탑이 필요하다. 차량에 설치할 수 있는 환경이 구축된 상태에서 차량의 전, 후, 좌, 우에 장착된 후방 카메라와 데스크톱간의 데이터 송·수신을 한다.
이론/모형
그리고 왜곡 보정 알고리즘을 적용하기 전에 구했던 좌표를 이용하여 호모그래피 알고리즘을 적용 시킨다. 2번째 알고리즘이 적용 되면 각각의 영상이 2D에서 3D 화면으로 변환되어 화면에 출력이 된다.
후속연구
이번 연구를 통하여 개발에 쓰인 소스 코드들을 라이브러리로 만들어 추후에 이 시스템을 개선시키거나 유사한 시스템을 개발할 개발자들을 위해 제공할 계획이다. 그리고 더 나아가서 이 시스템으로 인하여 운전자들의 안전성에 기여를 하였으면 한다.
이번 연구의 중점은 기존의 AVM 시스템보다 얼마나 더 정확하고 저렴하게 개발하여 소비자들이 쉽게 접할 수 있도록 하는 것이 중점이라고 볼 수 있을 것 이다.
추후 이 시스템을 응용하여 운전자들에게 또 다른 편리성과 안정성을 줄 수 있는 시스템을 개발하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
AVM 시스템이란 무엇인가?
운전자의 편리성을 위해 시중에는 차량에 장착할 수 있는 AVM(Around-View Monitoring) 시스템이 보급되고 있다. AVM(Around-View Monitoring) 시스템이란 차량의 전. 후, 좌, 우에 카메라 4대를 장착하여 주위 360°의 화면을 볼 수 있게끔 해주는 장치를 말한다[1].
AVM 시스템에서 제일 먼저 적용되는 알고리즘은 무엇인가?
AVM(Around-View Monitoring)시스템에서 제일 먼저 적용되는 알고리즘은 왜곡 보정 알고리즘이다. 왜곡보정이 필요로 하는 이유는 카메라가 신속하게 영상을 생성하려면 좀 더 넓은 영역을 통하여 빛을 모아주어야 하며 이 빛이 투영점에 수렴하도록 굴절 시켜야 한다.
AVM 시스템의 3가지 핵심 기술은 무엇인가?
본 논문에서 제시한 AVM(Around-View Monitoring) 시스템은 3가지의 핵심 기술과 저렴한 장비만 있으면 된다. 3가지 핵심 기술 중엔 160°이상의 화각을 제공하는 카메라의 왜곡 현상을 보정 시키는 왜곡 보정 기술과 카메라에서 화면에 보여주는 영상을 2D에서 3D로 변환 시키는 호모그래피 알고리즘, 4개의 영상을 하나의 화면에 보여주도록 정합하는 영상정합 알고리즘 이필요로 하다. 이러한 알고리즘들은 영상처리 라이브러리인 OpenCV를 이용하여야지 적용 가능하다.
참고문헌 (6)
GyuHyun Kim, JongWook Jang, "Around View algorithm designed using a wireless camera", Korea Information and Communications Society, 2013.
Rodrigo's Blog, "The COTBLEDTCID approach to object detection and pose estimation, Part IV - Transformation", http://redkiing.wordpress.com/2012/01/07/the-cotbledtcid-approach-to-object-detection-and-pose-estimation-part-iv-transform/
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