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주행차로 내 상대위치 추정을 위한 영상기반의 GIS 차선매칭 기법 원문보기

  • 초록

    일반지도 및 지형정보를 인공위성을 통해 수집하여 분석할 수 있도록 한 복합적인 지리정보시스템(GIS, Geographic Information System)은 국토계획 및 도시계획, 수자원관리, 상하수도, 통신, 교통망, 전력망, 도시가스, 도로 등 광범위한 분야에 활용되고 있다. 특히 차량용 내비게이션 시스템이 대중화되고, 지능형 교통시스템(ITS, Intelligent Transportation Systems) 연구가 활발히 진행됨에 따라 GIS 도로정보의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 위성에서 보내는 신호를 통하여 위치를 계산하는 GPS 의 특성으로 인하여, 수신위성 개수와 위치, 통신시스템, 날씨, 온도, 습도, 대기상태에 의한 오차가 발생하기 때문에, 정밀한 GIS 차선정보의 수집 및 갱신이 어렵다. 또한, 상용화된 내비게이션의 경우 사용자가 후처리 형태로 도로 정보를 갱신해야 하므로 시간 지연 및 비용 문제가 발생 된다. 본 연구에서는 미리 설계된 GIS 차선정보가 있는 직선도로에서 GIS 차선정보를 간단히 수정함으로써, 도로와 차선 내 차량의 새로운 차선대비 위치정보를 생성하고 차량정보로 활용하는데 목적을 둔다. 이를 위해 주행차량의 영상정보를 이용한 GIS 차선정보 수정 방안을 제안한다. 차량 전면부에 설치된 카메라 영상정보를 이용하여 차선을 추출하였으며, 추출된 차선정보를 통해 차량과 차선과의 간격을 추정하였다. 정확한 차선정보 추출을 위해 역투영 변환 기법(IPM, Inverse Perspective Mapping)을 사용하였으며, 적용 시점 결정을 위해 차량의 선수각과, 단일 버퍼링 기법(SBM, Single Buffering Method)을 적용하였다. 영상을 통해 측정한 차선과 차량간의 거리와, 차량에 설치된 DGPS 위치정보와의 비교를 통해 GIS 차선정보를 매칭할 수 있다. 실차 실험을 통하여 3 cm 이하의 오차로 차량과 GIS 차선의 상대적 위치정보가 되는 것을 확인하였고, 카메라를 사용한 저비용 갱신 시스템 구축의 가능함을 보였다. 제안된 시스템은 GIS 차선정보와 차량의 DGPS 의 매칭을 통하여 도로 내 지역적인 차량의 상대 위치를 찾는 방법으로, 이는 지능형 차량 안전서비스의 측위 정보로 활용될 수 있을 것으로 보인다. 이는 GIS 차선정보를 주기적으로 수정하지 않고 차량 내에서 직접 GIS 차선정보를 처리하는 방법으로 저비용 고효율의 효과가 있을 것으로 예측된다.


    This paper proposes GIS lane information matching methods using the vehicle's image information to reduce vehicle positioning errors. The images on the straight road were taken using the camera installed on the front middle of the vehicle, and the distance between the vehicle and the lane was estimated using the image. The current GIS lane information is changed by comparing the estimated distance and the measured distance using the vehicle DGPS. The inverse perspective mapping was used to minimize the image processing error from the heading angle, and the single buffering method was applied to decide the point of the GIS lane information matching. Through a practical testing on the highway, the determination of the exact running position by matching the GIS lane information and the feasibility of the establishment of the low price GIS update system using a camera were confirmed.


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