4차 산업혁명이 발전함에 따라 자동차 자율주행 기술에 대한 연구도 활발하게 이루 어지고 있고, 이 가운데 트랙터-트레일러 차량을 대상으로 한 자율주행 연구도 빠르게 전개되고 있다. 본 연구는 트랙터-트레일러 시스템의 주차 시 사고 위험성을 개선하고 운전자를 돕 기 위하여 트레일러의 Hitch joint angle을 활용한 최적 알고리즘 탐색에 목적을 두 고, 카메라를 이용한 Hitch joint angle 검출을 수행되었다. 구체적으로는 Hough transform, Template matching, Sliding window 기법을 적용하여 이들 알고리 즘의 성능을 비교하고, 효과적인 알고리즘 조건을 제안하고자 하였다. 시스템은 카메라 센서로부터 입력 데이터를 휴대용 PC로 받아 윈도우 환경 기반의 Pycharm 통합개발 프로그램에서 OpenCV 라이브러리를 활용하여 Python 언어로 프로그래밍하였다. 이때, Sliding window, Template matching, Hough transform을 적용하였고, 실험을 통해 트레일러 Hitch joint angle의 각도와 방향 을 분석하여 최적의 알고리즘 조건을 탐색하였다. 허프 변환은 2D 공간에서 주어진 점 집합을 만족시키는 직선 방정식을 제공하는 알 고리즘이다. 이 알고리즘은 이미지에서 직선이나 원을 감지하는 데 사용할 수 있기 때 문에 이 알고리즘은 트랙터-트레일러에서 Hitch joint선 감지에 사용될 수 있다. 트랙터-트레일러 연결 부위의 Hitch joint가 맞는지 Hough transform 과 Sliding window 알고리즘을 융합하여 적용된다. Sliding window는 전체 이미지를 모두 사용하는 대신 이미지의 일부에서 필요한 정보를 검색하는 데 사용되는 가변 크기의 배열에 기반한다. 결과적으로 트레일러 Hitch joint 각도는 위 계산식을 통해 산출될 수 있고, Hough transform 과 Sliding window를 복합적으로 사용하여 직선과 곡선의 특 성을 모두 고려했을 때 가장 우수한 결과를 보임을 알 수 있다. 본 연구에서 제안하는 Hitch joint angle detection 방법은 Hough transform과 Sliding window 결 과의 중간값과 이동평균 필터를 이용하여 노이즈를 제거하는 방법으로 기존의 검출 방 법보다 성능이 훨씬 뛰어남을 실험을 통하여 증명하였다.
As the 4th Industrial Revolution develops, research on autonomousvehicle technology is also being actively conducted, and among these,autonomous driving research on tractor-trailer vehicles is also rapidlyprogressing.The purpose of this study was to explore an optimal algorithm usingthe trailer's hitch joint angle to improve the risk of accidents whenparking a tractor-trailer system and to assist drivers, and hitch jointangle detection using a camera was performed. Specifically, we appliedHough transform, template matching, and sliding window techniques tocompare the performance of these algorithms and proposed effectivealgorithm conditions.The system received input data from the camera sensor on a portablePC and was programmed in Python using the OpenCV library in theWindows environment-based Pycharm integrated development program.At this time, sliding window, template matching, and Hough transformwere applied, and the angle and direction of the trailer hitch jointangle were analyzed through experiments to explore the optimalalgorithm conditions.The Hough transform is an algorithm that provides a straight lineequation that satisfies a given set of points in 2D space. Since thisalgorithm can be used to detect straight lines or circles in an image,the algorithm can be used to detect hitch joint lines ontractor-trailers.It is applied by combining the Hough transform and sliding windowalgorithms to check if the hitch joint of the tractor-trailer connectionarea is correct.Sliding windows are based on variable-sized arrays that are used toretrieve the required information from part of an image instead ofusing the entire image.As a result, the trailer hitch joint angle can be calculated using theabove calculation formula, and it can be seen that the best results areobtained when considering both the characteristics of straight linesand curves by using Hough transform and sliding window incombination. The hitch joint angle detection method proposed in thisstudy removes noise using the median of the Hough transform andsliding window results and a moving average filter, and has beenproven through experiments to have much better performance thanexisting detection methods.