KR100507187B1

KR100507187B1 - 승객 감지 시스템 및 그의 방법

Info

Publication number: KR100507187B1
Application number: KR10-2003-0029347A
Authority: KR
Inventors: 정의윤
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2005-08-10
Also published as: KR20040095479A

Abstract

본 발명은 승객 감지 시스템 및 그의 방법에 관한 것으로, 차량 탑승자의 유형 및 차량내에 고정된 구조체에 따른 에어백의 전개 유무를 결정하는 시스템에 있어서, 전방 운전자측 좌석 및 전방 승객측 좌석이 둘 다 동시에 관측 가능한 차량내부의 단일 위치에 장착되고, 소정 시계(view field) 내에 위치된 어느 물체의 순시 위치라도 나타내는 출력신호를 발생시키는 촬영수단과; 상기 촬영수단으로부터 입력되는 영상신호에서 색영역 변환을 통해 얼굴 영역을 검출하고, 이 검출한 얼굴 영역에 따라 승객의 신장을 검출하는 영상처리수단; 및 상기 영상처리수단에서 검출한 얼굴 영역 및 승객의 신장 데이터에 따라 에어백 전개 유무를 판단하는 제어수단으로 구성한 장치 및 방법을 제공하여 사고 시에 승객이 바람직한 위치에 있는 지 바람직하지 않은 위치에 있는 지 결정하여 에어백의 전개를 결정함으로써 부상을 방지할 수 있으며, 또한 승객이 없을 때 에어백 전개를 방지함으로서, 교체 비용 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Description

승객 감지 시스템 및 그의 방법{Passenger Sensing System and Method Thereof}

본 발명은 승객 감지 시스템 및 그의 방법에 관한 것으로, 특히, 탑승자 안전 억제물(에어백 장치)이 설치된 차량에서의 전개를 최적화하도록 탑승자 착석 상태를 검출하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 에어백 장치는 자동차 충돌 사고 시 승객이 겪는 충격을 완화시키기 위해 사용된다. 따라서, 에어백은 자동차 내에 안정한 조건으로 저장되어야 한다. 에어백은 운전자와 승객 좌석 전면에 설치된다. 다른 위치에 에어백이 설치될 수도 있다.

승객용 에어백은 승객용 앞좌석에 자리한 성인 승객의 몸통 전면에 전개되도록 설계된다. 후방 지향 유아용 가좌석(RFIS, rear facing infant seat)이 설치될 경우, 그리고 전방 지향 아동용 가좌석(FFIS, forward facing child seat)승객용 에어백이 전개되지 않는 것이 바람직하다.

FFCS나 RFIS를 감지하기 위해 여러 종류의 승객 감지 센서가 제시되어 있다. 이러한 센서들은 1) 중량 센서와 2) 광학 센서 및 이미지 프로세서를 포함한다.

이중, 중량 센서는 무거운 아동을 오감지하거나 가벼운 성인의 감지에 실패할 수 있다. 더욱이, 무거운 물체가 좌석에 위치할 경우, 에어백 장치가 사고시에 불필요하게 전개될 수 있다.

또한, 적외선 카메라를 이용한 이미지 프로세서를 사용하여 승객의 탐승 여부 또는 유아시트의 존재 유무를 판단하여 에어백 전개 유무 등을 결정하는 시스템이 있다. 이 시스템은 특정 가상 그리드(grid)를 그려서 그 그리드에 물체가 있으면 승객이 있음을 판단하거나, 메모리에 이미지데이터를 저장하고 입력된 카메라 영상과 그 데이터를 비교하여 일치할 경우 승객이 있음을 결정한다. 그러나 이 시스템에서 이미지 데이터를 비교하는 경우에는 정확한 판단을 위해서 많은 양의 이미지 데이터가 필요하여 추가의 이미지 데이터 저장용 메모리가 필요하며, 또한 그리드를 이용하는 경우에는 그 그리드와 입력 영상과의 상관 관계 처리를 위한 이미지 처리시간이 필요하여 많은 연산시간이 소모되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 카메라로 촬영한 영상에서 살색정보를 추출하고, 이를 이용하여 승객의 얼굴 위치를 파악하여 승객의 탑승 유무 및 승객의 신장을 파악하여 에어백을 전개하도록 하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 승객 감지 시스템은, 차량 탑승자의 유형 및 차량내에 고정된 구조체에 따른 에어백의 전개 유무를 결정하는 시스템에 있어서, 전방 운전자측 좌석 및 전방 승객측 좌석이 둘 다 동시에 관측 가능한 차량내부의 단일 위치에 장착되고, 소정 시계(view field) 내에 위치된 어느 물체의 순시 위치라도 나타내는 출력신호를 발생시키는 촬영수단과; 상기 촬영수단으로부터 입력되는 영상신호에서 색영역 변환을 통해 얼굴 영역을 검출하고, 이 검출한 얼굴 영역에 따라 승객의 신장을 검출하는 영상처리수단; 및 상기 영상처리수단에서 검출한 얼굴 영역 및 승객의 신장 데이터에 따라 에어백 전개 유무를 판단하는 제어수단으로 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 방법에 있어서는 입력되는 영상에서 살색에 의한 얼굴 영역이 있는가를 검출하는 얼굴영역검출단계와; 상기 얼굴영역검출단계에서 검출 결과 얼굴 영역이 있는 경우 승객이 탑승한 걸로 판단하여 얼굴 영역의 위치를 파악하는 위치판단단계와; 상기 위치판단단계에서 판단결과 얼굴 영역의 위치가 에어백 전개에 적합한 신장 이상인가를 판단하는 신장판단단계; 및 상기 신장판단단계의 판단결과에 따라 사고 시 에어백 전개의 유무를 결정하는 전개유무결정단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 승객 감지 시스템의 블록 구성을 보인 예시도이다.

도 1을 참조하면, 전방 운전자측 좌석 및 전방 승객측 좌석이 둘 다 동시에 관측 가능한 차량내부의 단일 위치에 장착되고, 소정 시계(view field) 내에 위치된 어느 물체의 순시 위치라도 나타내는 출력신호를 발생시키는 카메라(100)와; 상기 카메라(100)로부터 입력되는 영상신호에서 색영역 변환을 통해 얼굴 영역을 검출하고, 이 검출한 얼굴 영역에 따라 승객의 신장을 검출하는 영상처리수단(200); 및 상기 영상처리수단(200)에서 검출한 얼굴 영역 및 승객의 신장 데이터에 따라 에어백 전개 유무를 판단하는 제어수단(300); 및 상기 제어수단(300)의 판단에 따라 에어백을 전개 또는 보류하는 에어백 제어기(400)로 구성한다.

그리고, 상기 영상처리수단(200)은 상기 카메라(100)로부터 입력되는 영상의 알지비(RGB)를 매트릭스 변환에 따라 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 변환하는 색영역변환부(210)와, 상기 색영역변환부(210)에서 변환한 색상(Chrominance)인 U와 V 성분을 이용하여 얼굴 영역을 추출하는 얼굴영역 추출부(220); 및 상기 얼굴영역 추출부(220)에서 추출한 얼굴 영역의 위치가 특정 부분 위에 위치하는 경우 에어백 전개에 적합한 신장으로 판단하는 신장검출부(230)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 승객 감지 동작의 흐름을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 얼굴 영역 검출 방법을 보인 예시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 카메라(100)를 통해 입력되는 승객측 좌석 영상의 알지비(RGB)를 색영역변환부(210)에서 매트릭스 변환에 따라 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 변환하는데, 이때에 YUV 값은 [수학식 1]에 따라 변환한다(S100).

Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B,

U = (B-Y) x 0.493,

V = (R-Y) x 0.877

이후, 상기에서 변환된 값 중 색상(U, V)을 좌표계로 변환한 다음 얼굴영역검출부(220)에서 [수학식 2]를 통해 색정보 값을 비교한다(S110 ~ S130).

(여기서, S는 타원, 는 타원(S)의 장축길이, 는 타원(S)의 단축길이, 는 타원(S)의 중심)

상기 단계(S130)의 비교결과 비교값이 살색영역에 포함되면 살색으로 간주하는데, 그 이유는 도 4에 도시한 바와 같이 사람의 살색은 인종에 상관없이 색 좌표(U, V)에서 일정한 영역 내부에 분포한다. 즉, 사람의 살색에 의한 인종구분(예를 들어 백인, 흑인, 황인종)은 살색에서 흑백부분의 밝기 정도의 차이에 따라 구분하는 것이며, 살색 영역은 도 4에서처럼 일정한 영역에 존재한다.

이후, 상기에서 비교값이 살색영역에 포함되는 화소값들을 하나의 영역으로 나타내고, 이에 따른 얼굴 영역의 위치를 신장검출부(230)에서 파악한다(S140 ~ S150).

상기 신장검출부(230)에서 파악한 결과 얼굴 영역의 위치가 에어백 전개에 적합한 신장 이상인가를 제어수단(300)에서 판단하고(S160), 이 판단결과 이상이면 사고 시 에어백 전개를 결정한다(S170).

상기한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위와 상세한 설명, 첨부도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 승객 감지 시스템 및 그의 방법은, 사고 시에 에어백이 강하고 급격하게 전개되기 때문에, 승객이 바람직한 위치에 있는 지 바람직하지 않은 위치에 있는 지 결정하여 에어백의 전개를 결정함으로써 부상을 방지할 수 있으며, 또한 승객이 없을 때 에어백 전개를 방지함으로서, 교체 비용 발생을 억제할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 승객 감지 시스템의 블록 구성을 보인 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 승객 감지 동작의 흐름을 보인 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 얼굴 영역 검출 방법을 보인 예시도,

도 4는 본 발명에 적용되는 CIE UV 좌표계에서의 살색 분포를 보인 예시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 카메라 200 : 영상처리부

210 : 색영역변환부 220 : 얼굴영역검출부

230 : 신장검출부 300 : 제어수단

400 : 에어백 제어기

Claims

차량 탑승자의 유형 및 차량내에 고정된 구조체에 따른 에어백의 전개 유무를 결정하는 시스템에 있어서,

전방 운전자측 좌석 및 전방 승객측 좌석이 둘 다 동시에 관측 가능한 차량내부의 단일 위치에 장착되고, 소정 시계(view field) 내에 위치된 어느 물체의 순시 위치라도 나타내는 출력신호를 발생시키는 촬영수단과;

상기 촬영수단으로부터 입력되는 영상신호에서 색영역 변환을 통해 얼굴 영역을 검출하고, 이 검출한 얼굴 영역에 따라 승객의 신장을 검출하는 영상처리수단; 및

상기 영상처리수단에서 검출한 얼굴 영역 및 승객의 신장 데이터에 따라 에어백 전개 유무를 판단하는 제어수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 승객 감지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 영상처리수단은

상기 촬영수단으로부터 입력되는 영상의 알지비(RGB)를 매트릭스 변환에 따라 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 변환하는 색영역변환부와,

상기 색영역변환부에서 변환한 색상(Chrominance)인 U와 V 성분을 이용하여 얼굴 영역을 추출하는 얼굴영역 추출부; 및

상기 얼굴영역 추출부에서 추출한 얼굴 영역의 위치가 특정 부분 위에 위치하는 경우 에어백 전개에 적합한 신장으로 판단하는 신장검출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 승객 감지 시스템.
입력되는 영상에서 살색에 의한 얼굴 영역이 있는가를 검출하는 얼굴영역검출단계와;

상기 얼굴영역검출단계에서 검출 결과 얼굴 영역이 있는 경우 승객이 탑승한 걸로 판단하여 얼굴 영역의 위치를 파악하는 위치판단단계와;

상기 위치판단단계에서 판단결과 얼굴 영역의 위치가 에어백 전개에 적합한 신장 이상인가를 판단하는 신장판단단계; 및

상기 신장판단단계의 판단결과에 따라 사고 시 에어백 전개의 유무를 결정하는 전개유무결정단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 승객 감지 방법
제3항에 있어서, 상기 얼굴영역검출단계는

입력되는 영상의 알지비(RGB)를 매트릭스 변환에 따라 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 변환하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 변환된 색상(U, V)을 좌표계로 변환한 후 소정의 수학식을 통해 색정보 값을 비교하는 제2 단계와;

상기 제2 단계의 비교결과 비교값이 살색영역에 포함되면 살색으로 간주한 후, 그 살색영역에 포함되는 화소값들을 하나의 영역으로 나타내는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 승객 감지 방법.
제4항에 있어서, 상기 소정의 수학식은

(여기서, S는 타원, 는 타원(S)의 장축길이, 는 타원(S)의 단축길이, 는 타원(S)의 중심)

인 것을 특징으로 하는 승객 감지 방법.