프레임 동기 IR 조명 영상을 이용한 스마트 에어백용 승객 위치 검출 :An Occupant Position Detection Using Frame synchronized IR Illumination Image for Smart Airbag

김병익

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 김병익 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수: 김덕규

발행연도: 2013

저작권: 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수3

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

프레임 동기 IR 조명 영상을 이용한 스마트 에어백용 승객 위치 검출

김병익 전자공학부 2013.01 학위논문

2012

스마트 에어백을 위한 거리 센서 융합 기술을 이용한 승객 감지 시스템

김병익 , 최원형 , 배태욱 외 3명 한국정보기술학회논문지 2012.05 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

자동차 에어백은 안전벨트 보조용 승객 보호 장치 (supplemental restraint system, SRS)의 하나로써 안전벨트를 착용한 성인을 적절히 보호하도록 개발되었으며,자동차의 정면충돌 시 승객에게 발생하는 치명적인 사망 및 상해 사고 위험을 현저하게 줄일 수 있다.그러나 이러한 에어백 시스템은 승객의 상태와 관계없이 팽창 조건을 만족할 때 무조건 팽창되도록 설계되어 있기 때문에 오히려 인명에 더욱 치명적인 상황도 발생하고 있다.이러한 이유로 인하여 사고 시 승객의 상황을 판단하는 시스템이 요구되었고, 사고 직전과 사고 도중 차량 내부 승객의 상황에 따라 에어백의 출력을 조절하는 스마트 에어백 (smart airbag) 시스템이 개발되었다.스마트 에어백은 승객의 체형 및 위치 등의 다양한 정보를 정확하게 감지하는 것이 핵심 기술이며, 승객의 위험을 최소화하기 위해서 승객 얼굴 위치를 빠르고 정확하게 감지하는 것이 중요하다.
본 논문에서는 프레임 동기 IR 조명 영상을 이용한 스마트 에어백용 승객의 위치 검출 방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 승객의 체형 및 좌우 위치 정보를 검출하기 위하여 프레임 동기신호에 맞춰 IR 조명을 점멸하는 능동 IR-LED 카메라를 이용하며, 이로부터 획득한 영상들 간의 차이로부터 배경은 억제되고 승객은 도드라진 차영상을 획득한다. 즉 능동 IR-LED 카메라를 이용하여 획득한 차영상은 조명 변화의 영향이 적은 배경은 어둡게 나타나고 조명 변화에 영향이 큰 승객 영역은 밝게 나타나는 특징을 가진다. 제안한 방법에서는 이러한 차영상의 특징을 이용하여 배경에 속하는 낮은 레벨의 화소값들의 히스토그램을 추출하고 이의 통계치를 이용하여 승객과 배경을 분류하기 위한 경계값을 설정한다. 승객 후보 영상은 이 경계값을 이용하여 분류되며, 승객의 좌우 위치 정보는 분류된 승객 후보 영상을 블록화 처리한 후 모폴로지 (morphology) 및 라벨링 (labeling) 과정을 거쳐 검출된다. 에어백과 승객간의 거리는 초음파 센서를 이용하여 검출한다.
제안한 승객 위치 검출 시스템의 성능을 평가하기 위하여 차량 지그에 능동 IR-LED 카메라 및 초음파 센서를 설치하여 실험을 수행하였다. 성능 평가 척도로는 승객 체형 인식, 전후 위치 인식, 좌우 위치 인식, 및 승객 검출률 (occupant detection ratio)을 이용하였다. 실험결과를 통하여 제안한 방법의 승객 검출률은 기존 얼굴색만을 이용한 방법 보다 밝은 조명 및 어두운 조명하에서 각각 승객 검출률이 향상되었음을 확인하였다.

As automobile airbag is one of supplemental restraint systems, it is developed for safe of an adult who wears seat belt and can noticeably reduce fatal mortality and injury accident at head-on collision. However, because this airbag system is designed to unfold unconditionally regardless of status of an occupant when its deployment condition is met, it may make more fatal accident to an occupant. This reason make a system to determine the situation of an occupant developed, so advanced airbag which control airbag output have been developed according to an occupant status at the gate of accident or on accident.
In this paper, occupant position detection method for smart airbag is proposed using frame synchronized IR illumination image. In the proposed method, using the difference between images from active IR-LED camera flickering IR lamp within camera sync signal, an occupant image, restraining background, is obtained. The difference image, acquired by IR illumination change, is made by difference of IR-applied image and non-IR-applied image by flickering IR-illumination. In the difference image, background region, which is non-sensitive to illumination-change, appear darkly. On the other hand, occupant region, which is sensitive to illumination-change, is brightly shown. In other words, while occupant region has high gray-level values, background region has low gray-level values comparatively. In the proposed method, using the feature of this difference image, an portion of histogram of low gray-level pixels in background region is extracted, and its statistical value is used for threshold set-up for discrimination of occupant and background. Occupant and background is classified with the threshold and the classified image is performed by the blocked process. And then occupant is detected through morphology and labeling step. This proposed method has less computation time and higher reliability, compared with previous method, so is applicable to real-time process.
The distance between airbag and occupant is detected using an ultrasonic sensor. Ultrasonic sensor has advantages, for example, non-sensitive to illumination, available at all day and night, high accuracy in short distance, and high speed etc.
In this paper, occupant position is recognized by occupant detection using active IR-LED illumination camera and distance information using ultrasonic sensor. The left-right position of occupant is classified with left, right, and center position. And front-rear position is categorized into IP (in position), OOP (out of position), and COOP (critically out of position). This position information of occupant is used for deployment and its strength of airbag.
In order to evaluate the performance of the proposed occupant detection system, video camera, ultrasonic sensor, and infrared LED is set on automobile jig. The left-right and front-rear position of occupant and occupant detection ratio were used as a standard of performance evaluation.
The left-right position is classified by detected occupant block image and the front-rear position is assorted by distance resolution of ultrasonic sensor. And the occupant detection is performed for IP, OOP, and COOP under bright (230 lx), dark (40 lx) and night (1~5 lx) illumination. The performance of the proposed method is similar with one of a method using face color, but it is confirmed that the proposed method is superior the existing method under dark illumination.

#스마트 에어백 #초음파 센서 #능동 IR 카메라

Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 스마트 에어백을 위한 기존의 승객 자세 감지 시스템 8
1. 스마트 에어백의 정의 8
2. 기존의 승객 감지 시스템 16
2.1 기계적 센서에 의한 방법 16
2.2 공간적 센서에 의한 방법 18
Ⅲ. 얼굴 검출 방법 28
1. 영상 기반 방법 28
1.1 Adaboost 방법 29
1.2 주성분 분석 (PCA) 방법 32
1.3 SVM 방법 37
2. 얼굴색을 이용한 방법 43
3. 움직임을 이용한 방법 44
Ⅳ. 제안한 승객 자세감지 시스템 47
1. 능동 IR-LED 조명 카메라 52
2. 적응적 경계값을 이용한 승객과 배경 분류 방법 58
3. 초음파 센서를 이용한 승객 거리 측정 69
Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 73
Ⅴ. 결 론 86
참 고 문 헌 88
영 문 초 록 96

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)