KR100488728B1 - 자동차의 2중 노출 카메라 시스템 및 영상 취득방법 - Google Patents

자동차의 2중 노출 카메라 시스템 및 영상 취득방법 Download PDF

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Abstract

카메라를 이용하여 차량 외부의 영상을 취득하기 위하여, 제1,2노출시간에 의하여 카메라의 제1,2영상을 각각 취득하고 이들을 합성하는 2중 노출 방식에서, 설정된 하나 이상의 조정지수(adjusting parameter)를 산출하여, 상기 제1,2노출시간 중 하나 이상을 상기 조정지수를 기초로 조정한다.

Description

자동차의 2중 노출 카메라 시스템 및 영상 취득방법{DOUBLE EXPOSURE CAMERA SYSTEM OF VEHICLE AND IMAGE ACQUISITION METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자동차에서 도로의 영상을 취득하는 방법 및 이를 위한 2중 노출 카메라 시스템에 관한 것이다.
최근에는, 차량의 주행제어 등과 같은 여러 가지 목적으로 자동차에 카메라가 부착되고 있다. 카메라에서 얻어지는 영상을 기초로 차량의 동작을 제어하기 위한 것이 그 목적의 일예다.
주간뿐만 아니라 야간 주행시에도 충분히 좋은(명확한) 영상을 얻을 수 있도록, 이러한 자동차 카메라 시스템의 개선이 연구되고 있다.
야간의 경우에, 카메라가 장착된 차량의 전방에 전조등(특히 상향등)이 점등된 대향차가 존재하는 경우와 같이, 자동차에 장착된 카메라에 빛이 조사되는 경우에는 그 빛 때문에 1회의 노출로는 명확한 영상을 얻을 수 없다. 따라서 이러한 경우에 큰 노출에 의해 얻어지는 영상과 작은 노출에 의해 얻어지는 영상을 합성함으로써, 마주보는 빛의 영향을 줄임에 의하여 보다 명확한 영상을 얻는 방식이 제안되고 있다.
이와 같이, 셔터스피드를 조절하는 등으로 노출의 정도를 달리하여 두 번의 노출에 의한 영상을 각각 취득하여 이들을 합성함으로써 노면 영상을 얻는 방식을 2중 노출 방식이라고 하고, 2중 노출 방식에 의해 노면 영상을 취득하는 카메라 시스템을 2중 노출 카메라 시스템이라 한다.
도 1은 2중 노출 방식에 의해 얻어지는 영상을 도시하고 있다. 보다 구체적으로 도 1의 (A)는 노출이 큰(즉, 셔터스피드가 느린) 상태에서 얻어지는 영상을, (B)는 노출이 작은 (즉, 셔터스피드가 느린) 상태에서 얻어지는 영상을, 그리고 (C)는 (A) 및 (B)의 영상을 합성하여 얻어지는 영상을 도시하였다.
야간에 전조등을 켠 대향차가 있는 경우, (1) 도 1(A)에서 알 수 있는 바와 같이, 노출이 큰 상태에서는 대향차의 전조등 부근은 매우 밝게 되어 다른 물체를 분간할 수 없게 되고, (2) 도 1(B)에서 알 수 있는 바와 같이, 노출이 작은 상태에서는 대향차의 전조등 위치를 벗어난 곳은 너무 어둡게 되어 물체를 분간할 수 없게 된다. 그러나, 도 1(C)에서 알 수 있는 바와 같이, 이 두 영상을 합성하는 경우에는 취득되는 영상의 어느 위치에서나 중간적인 밝기가 되어, 영상이 보다 명확해진다.
그런데 종래에 따르면, 노출의 정도를 의미하는 노출지수 (일예로 셔터스피드)가 항시 고정된 2개의 값을 가지는 것이었다. 즉, 카메라로부터 얻어지는 영상을 고려하거나 자동차의 주행환경을 고려하지 않고, 고정된 두 노출지수를 적용하여 얻어지는 영상을 합성하는 것이다.
그러나, 자동차는 대향차의 유무, 주간/야간, 시가지/산악지역 등과 같이 매우 다양한 환경에서 주행하게 된다. 따라서 고정된 두 값의 노출지수에 의한 영상들의 합성으로는 충분히 명확한 영상을 얻지 못하는 경우가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차의 주행환경 및/또는 얻어지는 영상을 기초로 노출의 정도를 조절할 수 있는 자동차의 2중 노출 카메라 시스템 및 영상 취득 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은, 차량 외부의 영상을 취득하기 위한 카메라 시스템으로서, 상기 차량에 장착되는 카메라, 제1노출시간에 의한 상기 카메라의 제1영상 및 제2노출시간에 의한 상기 카메라의 제2영상을 포함하는 복수개의 영상을 수신하여 이를 합성하는 영상합성기, 및 상기 카메라를 제어하는 장치로서, 상기 카메라의 노출시간 설정에 사용되는 하나 이상의 조정지수(adjusting parameter)를 산출하고, 상기 제1,2노출시간 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 조정지수를 기초로 조정하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하나 이상의 조정지수는 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은 상기 차량의 차속(vehicle speed)을 검출하는 차속검출기를 포함하고, 상기 주행상태지수는 차속을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은 상기 차량의 횡가속도(lateral acceleration)를 검출하는 횡가속도 검출기를 포함하고, 상기 주행상태지수는 횡가속도를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은 상기 차량의 조향각(steering angle)을 검출하는 조향각 검출기를 포함하고, 상기 주행상태지수는 조향각을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은 상기 차량의 와이퍼 동작속도(wiper speed)를 검출하는 와이퍼속도 검출기를 포함하고, 상기 주행상태지수는 와이퍼 동작속도를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은 상기 차량 외부의 광도를 검출하는 광도검출기를 포함하고, 상기 주행상태지수는 차량 외부광도를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 자동차의 카메라 시스템은 현재시각(current time) 및 차량주행지역(driving region) 중 하나 이상의 정보를 검출하는 네비게이션 시스템을 포함하고, 상기 주행상태지수는 상기 하나 이상의 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 주행상태지수에는, 차속, 횡가속도, 조향각, 와이퍼 동작속도, 차량 외부광도, 네비게이션시스템에 의한 현재시각 및/또는 차량주행지역 중 복수개를 포함될 수 있다.
상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제어장치는, 상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하고, 상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제어장치는, 상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하고, 상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수를 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제어장치는, 상기 최대빈도휘도지수와 설정범위를 비교하고, 상기 최대빈도휘도지수가 상기 설정범위를 벗어난 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수를 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 대향차선휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수를 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 차선외측휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수, 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수, 및 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수 중에서 복수개를 포함한다.
상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수 및 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 2중 노출 영상 취득 방법은, 카메라를 이용하여 차량 외부의 영상을 취득하는 방법으로서, 제1노출시간에 의한 상기 카메라의 제1영상을 취득하는 단계, 제2노출시간에 의한 상기 카메라의 제2영상을 취득하는 단계, 및 상기 제1,2영상을 합성하는 단계를 포함하되, 설정된 하나 이상의 조정지수(adjusting parameter)를 산출하는 단계, 상기 제1,2노출시간 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 조정지수를 기초로 조정하는 노출시간조정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하나 이상의 조정지수는 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 주행상태지수는, 차속, 횡가속도, 조향각, 와이퍼 동작속도, 차량 외부광도, 네비게이션시스템에 의한 현재시각 및/또는 차량주행지역 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수, 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수, 및 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수 중에서 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하는 경우에, 상기 노출시간조정단계는, 상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하는 단계 및 상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하는 경우에, 상기 노출시간조정단계는, 상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하는 단계 및 상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수를 포함하는 경우에, 상기 노출시간조정단계는, 상기 최대빈도휘도지수와 설정범위를 비교하는 단계 및 상기 최대빈도휘도지수가 상기 설정범위를 벗어난 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수를 포함하는 경우에, 상기 노출시간조정단계는, 상기 대향차선휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수를 포함하는 경우에, 상기 노출시간조정단계는, 상기 차선외측휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것이 바람직하다.
상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수 및 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 카메라 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 카메라 시스템은, 차량 외부의 영상을 취득하기 위한 카메라 시스템(200)으로서, 상기 차량에 장착되는 카메라(210), 제1노출시간에 의한 상기 카메라(210)의 제1영상 및 제2노출시간에 의한 상기 카메라(210)의 제2영상을 포함하는 복수개의 영상을 수신하여 이를 합성하는 영상합성기(220), 그리고 상기 카메라(210)를 제어하는 제어장치(250)를 포함한다. 상기 제어장치(250)는, 상기 카메라(210)의 노출시간 설정에 사용되는 하나 이상의 조정지수(adjusting parameter)를 산출하고, 상기 제1,2노출시간 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 조정지수를 기초로 조정한다.
상기 제어장치(250)는 상기 제1영상 데이터를 저장하는 제1메모리(251), 제2영상 데이터를 저장하는 제2메모리(252)를 포함한다.
상기 영상합성기(220)는 상기 제1,2메모리(251,252)로부터 제1,2영상을 추출하여 합성하게 된다.
상기 차량의 주행상태에 따라 적절한 노출시간들이 선택될 수 있도록, 노출시간 조정용의 상기 하나 이상의 조정지수에는, 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수들이 포함된다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 주행상태지수들로서, 차속(vehicle speed), 횡가속도(lateral acceleration), 조향각(steering angle), 와이퍼 동작속도(wiper speed), 차량 외부광도, 현재시각(current time) 및 차량주행지역(driving region) 중 하나 이상의 정보를 종합하여 바람직한 노출시간으로 상기 제1,2노출시간을 조정한다.
이러한 주행상태지수들을 산출할 수 있도록, 본 발명의 실시예의 카메라 시스템은, 차량상태를 검출할 수 있는 검출유닛(230)이 구비된다. 상기 검출유닛(230)에는, 상기 차량의 차속을 검출하는 차속검출기(231), 상기 차량의 횡가속도(lateral acceleration)를 검출하는 횡가속도 검출기(232), 상기 차량의 조향각(steering angle)을 검출하는 조향각 검출기(233), 상기 차량의 와이퍼 동작속도(wiper speed)를 검출하는 와이퍼속도 검출기(234), 상기 차량 외부의 광도를 검출하는 광도검출기(235), 그리고 현재시각(current time) 및 차량주행지역(driving region) 중 하나 이상의 정보를 검출하는 네비게이션 시스템(236)이 포함된다.
상기 각 검출기들(231~235)은, 해당되는 차량 상태량을 검출하는 센서로 구성될 수 있다. 상기 네비게이션 시스템(236)은 GPS위성(도시하지 않음)으로부터 수신되는 신호를 기초로 설정된 디지털 맵 상에서의 차량의 주행지역을 산출하는 것으로 할 수 있으며, 현재시각 정보는 다양한 방법에 의해 얻어질 수 있음은 자명하다.
따라서, 이와 같은 각 검출기들(231~235) 및 네비게이션 시스템(236)으로부터 얻어지는 신호는 제어장치(250)로 전달되고, 상기 제어장치(250)의 차량상태해석기(270)는 수신한 신호를 기초로 주행상태지수들을 산출하게 된다. 상기 차량상태해석기(270)는 일예로, 수신한 신호를 정규화된 디지털 데이터(normalized digital data)로 변환함으로써 주행상태지수를 산출하는 것으로 할 수 있다.
상기 제어장치(250)는 이와 같이 산출된 주행상태지수들을 기초로 노출시간을 조정할 수 있게 된다.
뿐만 아니라 본 발명의 실시예에서는, 얻어진 제1,2영상 자체를 해석함으로써 더욱 바람직한 영상이 얻어질 수 있도록 한다. 이를 위하여 노출시간 조정용의 상기 하나 이상의 조정지수에는, 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수들도 포함된다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 영상지수들로서, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 제1면적지수, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 제2면적지수, 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 설정된 이상의 크기로 존재하는지의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수, 그리고 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 설정된 이상의 크기로 존재하는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수 중 하나 이상의 정보를 종합하여 바람직한 노출시간으로 상기 제1,2노출시간을 조정한다.
이러한 영상지수들을 산출할 수 있도록, 영상해석기(260)가 제어장치(250) 내에 마련된다. 상기 영상해석기(260)는, 제1,2메모리(251,252)에 저장된 제1,2영상으로부터 제1,2면적지수, 최대빈도휘도지수, 대향차선휘도지수, 및 차선외측휘도지수를 산출한다.
이와 같이 차량상태해석기(270)에 의해 얻어지는 주행상태지수들, 그리고 영상해석기(260)에 의해 얻어지는 영상지수들을 기초로 노출시간이 조정될 수 있도록 제어장치(250) 내에는 노출시간제어기(280)가 마련된다.
상기 노출시간제어기(280)는 상기 차량상태해석기(270)에 의한 주행상태지수들, 그리고 영상해석기(260)에 의한 영상지수들을 기초로 제1,2노출시간을 산출하여 산출된 제1,2노출시간을 기초로 카메라를 제어하게 된다.
상기 제어장치(250)는 설정된 소프트웨어에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 차량상태해석기(270), 영상해석기(260), 및 노출시간제어기(280)는 상기 설정된 소프트웨어의 일부로 구현될 수 있다. 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예의 2중 노출 영상 취득 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예의 2중 노출 영상 취득 방법을 도 3 및 도 4를 참조로 상세히 설명한다.
먼저, 제어장치(250)는 카메라(210)로부터 영상신호를 수신하여 제1메모리(251)에 저장하고(S310), 또한 재차 카메라(210)로부터 영상신호를 수신하여 제2메모리(252)에 저장한다(S320).
이에 따라, 상기와 같이 얻어진 제1,2영상으로부터 영상합성기(220)는 영상을 합성하게 된다(S330).
한편, 제어장치(250)는 노출시간을 조정하기 위한 조정지수들, 즉, 전술한 주행상태지수들 및 영상지수들을 산출하게 된다(S340).
상기 지수산출과정(S340)에서, 영상해석기(260)는 제1,2메모리(251,252)에 저장된 제1,2영상으로부터 전술한 영상지수들을, 그리고 차량상태해석기(270)는 상기 각 검출기들(231~235) 및 네비게이션 시스템(236)으로부터 전술한 주행상태지수들을 산출하게 된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 차량상태해석기(270)에서는, 상기 각 검출기들(231~235)에서 얻어지는 신호를 디지털 데이터로 변환하고, 네비게이션 시스템(236)의 현재시각정보 및 주행지역정보를 설정된 코드로 변환한다(S410).
영상해석기(260)는 제1영상에 관해 그 영상지수들(제1,2면적지수, 최대빈도휘도지수, 대향차선휘도지수, 그리고 차선외측휘도지수)를 산출한다(S420).
본 발명의 실시예에서는 제1영상에 관한 영상지수들(제1,2면적지수, 최대빈도휘도지수, 대향차선휘도지수, 그리고 차선외측휘도지수)을 산출하고, 이들 및 상기 주행상태지수들에 의해 제1노출시간을 조정하게 되며, 또한, 제2영상에 관한 영상지수들(제1,2면적지수, 최대빈도휘도지수, 대향차선휘도지수, 그리고 차선외측휘도지수)를 산출하고 이들 및 상기 주행상태지수들에 의해 제2노출시간을 조정한다.
다만, 이하에서는 제1영상에 관한 영상지수들 및 이를 기초로 제1노출시간을 조정하는 과정에 관해 상세히 설명한다. 제2영상에 관한 영상지수들 및 이를 기초로 제2노출시간을 조정하는 과정에 관해서는 제1영상에 관한 설명으로부터 자명하다.
노출시간 조정지수들을 산출(S340)한 후에는 산출된 주행상태지수들 및 영상지수들을 기초로 제1,2노출시간을 조정하게 된다(S350).
제1,2노출시간이 조정된 후에는, 영상획득이 중지될 것인지를 판단하게 되고(S360), 중지되지 않는 경우에는 상기 제1영상 취득과정(S310)으로 순환하게 된다.
그런데, 새로이 제1영상 취득과정(S310)이 수행되는 경우에는, 상기 노출시간조정과정(S350)에 의해 조정된 제1,2노출시간에 의해 영상을 얻게 되므로, 이와 같은 2중 노출 영상 취득 방법에 의하면, 새로이 얻어지는 영상은 직전의 영상 및 차량주행상태를 기초로 항시 최적의 영상을 얻을 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 노출시간 조정과정(S360)에 관해 도 4를 참조로 상세히 설명한다.
먼저, 노출시간제어기(280)는 각 주행상태지수들에 대응되는 노출시간을 산출한다(S410).
즉, 현재의 차속에 대응되는 노출시간(EP1), 현재의 횡가속도에 대응되는 노출시간(EP2), 현재의 조향각에 대응되는 노출시간(EP3), 현재의 와이퍼 동작속도에 대응되는 노출시간(EP4), 현재의 차량외부광도에 대응되는 노출시간(EP5), 현재시각에 대응되는 노출시간(EP5) 및 현재주행지역에 대응되는 노출시간(EP6)을 각각 산출한다.
상기 주행상태지수들에 대응되는 노출시간은 기설정된 룩업테이블로부터 추출되는 것으로 할 수 있다. 상기 주행상태지수들에 적합화되어 상기 룩업테이블에 저장되는 노출시간 데이터는 당업자에 의하여 실험을 통해 바람직하다고 판단되는 값으로 저장될 수 있다.
다만, 상기 실험의 보다 바람직한 결과를 위한 판단기준은 일예로 아래와 같이 세워질 수 있다.
차속에 관해서는 시가지 주행시와 같은 저속, 고속도로 주행시와 같은 고속, 상기 저속 및 고속의 중간 정도에 해당하는 중속 등의 영역별로 실험되어 적합화되는 것이 바람직하다.
또한, 횡가속도에 관해서는, 횡가속도가 작은 경우(일예로, 직선 주행)에는 보다 먼 곳을 보기 위하여 최적화하고, 횡가속도가 큰 경우(일예로, 급선회)에는 보다 가까운 곳을 보기 위해 최적화하는 것이 바람직하다.
마찬가지로 조향각에 관해서는, 조향각이 작은 경우(일예로 직선주행)에는 보다 먼 곳을 보기 위해 최적화하고, 조향각이 큰 경우에는 보다 가까운 곳을 보기 위해 최적화하는 것이 바람직하다.
각 주행상태지수들에 대응되는 노출시간(EP1~EP6)을 산출한 후, 노출시간제어기(280)는 상기 각 노출시간(EP1~EP6)에 비례계수들(weigh factors)(wf1~wf6)을 각각 곱하여 합산함으로써, 주행상태지수들을 고려한 노출시간(EP)을 산출하게 된다(S420).
이와 같이 산출된 노출시간은 영상해석기(260)에 의해 얻어지는 영상지수들을 기초로 조정된다.
먼저, 노출시간제어기(280)는, 상기 제1면적지수가 제1면적참조값 이상인지 판단한다(S430). 이와 같은 판단에 의해, 영상의 밝은 면적이 지나치게 큰가를 판단할 수 있게 된다.
상기 판단(S430)에서 상기 제1면적지수가 제1면적참조값 이상인 경우에는, 제1면적지수가 상기 제1면적참조값보다 작은 값이 될 수 있도록 상기 노출시간(EP)을 조정한다(S435). 상기 제1면적참조값 및 이에 따른 노출시간 변경폭은 당업자가 자명하게 정할 수 있다.
따라서, 이와 같은 노출시간조정(S435)에 의해, 영상의 밝은 면적이 지나치게 크지 않도록 제한할 수 있다.
상기 판단(S430)에서 상기 제1면적지수가 제1면적참조값 이상이 아닌 경우에는, 상기 최대빈도휘도지수가 설정된 휘도범위를 벗어났는가 판단한다(S440). 이러한 판단에 의해 바람직한 휘도범위를 벗어난 픽셀들이 지나치게 많은가를 판단할 수 있다.
상기 판단(S440)에서 상기 최대빈도휘도지수가 상기 설정된 휘도범위를 벗어난 경우에는, 최대빈도휘도지수가 상기 설정된 휘도범위 이내가 되도록 상기 노출시간(EP)를 조정한다(S445). 상기 휘도범위 및 이에 따른 노출시간의 조정폭은 당업자가 자명하게 정할 수 있다.
따라서, 이와 같은 노출시간조정(S445)에 의해, 영상 내에서 바람직하지 못한 밝기의 픽셀들이 지나치게 많아지는 것을 막을 수 있다.
그리고, 노출시간제어기(280)는, 상기 제2면적지수가 제2면적참조값 이상인지 판단한다(S450). 이와 같은 판단에 의해, 영상의 어두운 면적이 지나치게 큰가를 판단할 수 있다.
상기 판단(S450)에서 상기 제2면적지수가 제2면적참조값 이상인 경우에는, 제2면적지수가 상기 제2면적참조값보다 작은 값이 될 수 있도록 상기 노출시간(EP)을 조정한다(S455). 상기 제2면적참조값 및 이에 따른 노출시간 변경폭은 당업자가 자명하게 정할 수 있다.
따라서, 이와 같은 노출시간조정(S455)에 의해, 영상의 어두운 면적이 지나치게 크지 않도록 제한할 수 있다.
또한, 노출시간제어기(280)는, 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 설정된 이상의 크기로 존재하는가의 여부를 대향차선휘도지수를 기초로 판단한다(S460). 이와 같은 판단에 의해 대향차선에 지나치게 밝은 광원(일예로 대향차)이 존재하는지를 판단할 수 있다.
상기 판단(S460)에서, 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 설정된 이상의 크기로 존재하는 경우에, 노출시간을 조정(즉, 줄임)한다(S465). 이와 같은 노출시간 조정(S465)에 의하여, 대향차선에 대향차가 있는 경우에도 적절한 노출을 유지할 수 있게 된다.
또한, 노출시간제어기(280)는, 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 설정된 이상의 크기로 존재하는가의 여부를 상기 차선외측휘도지수를 기초로 판단한다(S470). 이와 같은 판단에 의해 차선외측에 지나치게 밝은 광원이 존재하는지를 판단할 수 있다.
상기 판단(S470)에서, 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 설정된 이상의 크기로 존재하는 경우에, 노출시간을 조정(즉, 줄임)한다(S475).
이상에서는, 상기 제1영상을 참조로 하여 그 노출시간(즉 제1노출시간)이 조정되는 과정에 관해 설명하였다. 전술한 바와 같이, 제2영상에 대한 노출시간(즉, 제2노출시간)도 상기와 같은 과정에 의해 조정될 수 있다.
다만, 제1,2면적참조값, 상기 최대빈도휘도지수에 대응되는 설정된 휘도범위 등과 같은 각 설정된 값들은 제1영상 및 제2영상에 관해 각각 별개의 값들로 설정된 것일 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 다양한 주행환경에 적응된 영상을 얻을 수 있다.
차속이 높은 경우에는 먼 곳(통상적으로는 어둡게 나타남)이 잘 보이도록 노출시간을 조정하기 용이한 등, 차속에 따라 적절한 노출시간을 정할 수 있다.
또한, 코너에서는 보다 가까운 범위가 잘 보이도록 조정이 용이하다.
또한, 와이퍼 동작속도를 고려함으로써, 우천시의 상황에도 명확한 영상을 얻을 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 차량외부의 밝기가 고려됨으로써 현재 주행환경의 밝기에 적합한 노출로 영상을 얻을 수 있다.
또한, 얻어진 영상을 재해석하여 노출시간을 조정하므로 바람직한 영상취득을 더욱 확실하게 할 수 있다.
영상 내에서 밝은 영역의 크기, 어두운 영역의 크기, 반대차선의 밝은 광원의 존재, 차선 바깥의 밝은 광원의 존재 등이 고려된 노출시간으로 카메라의 영상을 얻을 수 있게 된다.
도 1은 2중 노출 방식에 의한 영상취득방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차의 카메라 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 2중 노출 영상 취득 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 2중 노출 영상 취득 방법에서, 노출시간 조정과정을 상세히 도시한 흐름도이다.

Claims (31)

  1. 차량 외부의 영상을 취득하기 위한 카메라 시스템으로서,
    상기 차량에 장착되는 카메라;
    제1노출시간에 의한 상기 카메라의 제1영상 및 제2노출시간에 의한 상기 카메라의 제2영상을 포함하는 복수개의 영상을 수신하여 이를 합성하는 영상합성기; 및
    상기 카메라를 제어하는 장치로서, 상기 카메라의 노출시간 설정에 사용되는 하나 이상의 조정지수(adjusting parameter)를 산출하고, 상기 제1,2노출시간 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 조정지수를 기초로 조정하는 제어장치를 포함하는 자동차의 카메라 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 하나 이상의 조정지수는 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 차량의 차속(vehicle speed)을 검출하는 차속검출기를 포함하고,
    상기 주행상태지수는 차속을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  4. 제2항에서,
    상기 차량의 횡가속도(lateral acceleration)를 검출하는 횡가속도 검출기를 포함하고,
    상기 주행상태지수는 횡가속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  5. 제2항에서,
    상기 차량의 조향각(steering angle)을 검출하는 조향각 검출기를 포함하고,
    상기 주행상태지수는 조향각을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  6. 제2항에서,
    상기 차량의 와이퍼 동작속도(wiper speed)를 검출하는 와이퍼속도 검출기를 포함하고,
    상기 주행상태지수는 와이퍼 동작속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  7. 제2항에서,
    상기 차량 외부의 광도를 검출하는 광도검출기를 포함하고,
    상기 주행상태지수는 차량 외부광도를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  8. 제2항에서,
    현재시각(current time) 및 차량주행지역(driving region) 중 하나 이상의 정보를 검출하는 네비게이션 시스템을 포함하고,
    상기 주행상태지수는 상기 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  9. 제2항에서,
    상기 주행상태지수는, 차속, 횡가속도, 조향각, 와이퍼 동작속도, 차량 외부광도, 네비게이션시스템에 의한 현재시각 및/또는 차량주행지역 중 복수개를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  10. 제1항에서,
    상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  11. 제10항에서,
    상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 제어장치는,
    상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하고;
    상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  13. 제10항에서,
    상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  14. 제13항에서,
    상기 제어장치는,
    상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하고;
    상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  15. 제10항에서,
    상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  16. 제15항에서,
    상기 제어장치는,
    상기 최대빈도휘도지수와 설정범위를 비교하고;
    상기 최대빈도휘도지수가 상기 설정범위를 벗어난 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  17. 제10항에서,
    상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수를 포함하고,
    상기 제어장치는,
    상기 대향차선휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  18. 제10항에서,
    상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수를 포함하고,
    상기 제어장치는,
    상기 차선외측휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  19. 제10항에서,
    상기 영상지수는,
    상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수;
    상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수;
    상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수;
    상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수; 및
    상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수;
    중에서 복수개를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  20. 제1항에서,
    상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수 및 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 카메라 시스템.
  21. 카메라를 이용하여 차량 외부의 영상을 취득하는 방법으로서,
    제1노출시간에 의한 상기 카메라의 제1영상을 취득하는 단계;
    제2노출시간에 의한 상기 카메라의 제2영상을 취득하는 단계; 및
    상기 제1,2영상을 합성하는 단계를 포함하되,
    설정된 하나 이상의 조정지수(adjusting parameter)를 산출하는 단계;
    상기 제1,2노출시간 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 조정지수를 기초로 조정하는 노출시간조정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 하나 이상의 조정지수는 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 주행상태지수는, 차속, 횡가속도, 조향각, 와이퍼 동작속도, 차량 외부광도, 네비게이션시스템에 의한 현재시각 및/또는 차량주행지역 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  24. 제21항에서,
    상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  25. 제24항에서,
    상기 영상지수는,
    상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수;
    상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수;
    상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수;
    상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수; 및
    상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수;
    중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  26. 제25항에서,
    상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이상의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하고,
    상기 노출시간조정단계는,
    상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  27. 제25항에서,
    상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상에서 소정치 이하의 휘도의 영역이 가지는 면적에 대응되는 면적지수를 포함하고,
    상기 노출시간조정단계는,
    상기 면적지수가 설정값 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 면적지수가 상기 설정값 이상인 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  28. 제25항에서,
    상기 영상지수는 상기 하나 이상의 영상 내의 화소들에 대하여 최대빈도의 휘도에 대응되는 최대빈도휘도지수를 포함하고,
    상기 노출시간조정단계는,
    상기 최대빈도휘도지수와 설정범위를 비교하는 단계; 및
    상기 최대빈도휘도지수가 상기 설정범위를 벗어난 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  29. 제25항에서,
    상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 반대측 차선에 해당하는 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 대향차선휘도지수를 포함하고,
    상기 노출시간조정단계는,
    상기 대향차선휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  30. 제25항에서,
    상기 영상지수는, 상기 하나 이상의 영상 내에서 상기 차량의 주행차선 바깥 부분에 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는가의 여부에 대응되는 차선외측휘도지수를 포함하고,
    상기 노출시간조정단계는,
    상기 차선외측휘도지수가 상기 설정된 휘도 이상의 휘도영역이 있는 것에 대응되는 경우에는 상기 하나 이상의 영상의 노출시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
  31. 제21항에서,
    상기 하나 이상의 조정지수는, 상기 차량의 주행상태에 따라 변화되는 주행상태지수 및 상기 제1,2영상 중 하나 이상의 영상으로부터 얻어지는 영상지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 노출 영상 취득 방법.
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