KR100775369B1 - 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치 - Google Patents

차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차선이탈 경보장치의 차선영상 중에 차선정보 이외의 영역을 이용하여 사각지대의 후측방 접근차량을 감시하는 장치에 관한 것으로 하나의 모듈을 가지고 차선이탈 경보장치와 후측방 접근차량 경보장치 두 개의 기능을 동시에 구현할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치는, 차량의 전방에 장착되어 차량의 전방 영상과, 사이드 미러(160)와 거울(150)을 이용한 이중반사 구조로 사각지대 영상을 동시에 촬영하여, 사각지대 영상을 차선인식과 관련이 없는 화면의 영역에 받아들이는 LDWS용 카메라(100)와, 상기 LDWS용 카메라(100)로 촬영한 전방 영상과 사각지대 영상을 처리하여 차선과 후측방 차량 이미지를 검출하고 차선 이탈과 후측방 차량 접근의 경보조건에 해당하는지 판단하는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)에 의해 작동하여 경보음을 출력하는 경보부(120)를 포함하여 구성된다.
LDWS, SOWS, 통합경보장치, 이중반사 거울구조, 사이드 미러

Description

차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치{Integration Warning System of Lane Departure and Side Obstacle}
도 1a와 도 1b는 종래 차선이탈 경보장치와 후측방 접근차량 경보장치의 블록도,
도 2a 내지 도 2c는 일반적인 차선이탈 경보장치의 이미지 셀로부터 받은 실제 영상,
도 3은 본 발명에 따른 통합경보장치의 블록도,
도 4a와 도 4b는 도 3에 나타낸 LDWS용 카메라의 사시도와 평면도,
도 5는 도 3에 LDWS용 카메라의 장착 상태도,
도 6a와 도 6b는 운전자가 사이드 미러를 통해 본 사각지대 영상과 본 발명에 따른 LDWS용 카메라에 입력되는 사각지대 영상.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: LDWS용 카메라 110: 제어부
112: 이미지 필터 114: 이미지 버퍼
116: 이미지 처리부 118: MCU
120: 경보부 130: 장착구
140: 브래킷 150: 거울
160: 사이드 미러
본 발명은 차선이탈 경보장치의 차선영상 중에 차선정보 이외의 영역을 이용하여 사각지대의 후측방 접근차량을 감시하는 장치에 관한 것으로 하나의 모듈을 가지고 차선이탈 경보장치와 후측방 접근차량 경보장치 두 개의 기능을 동시에 구현할 수 있는 장치에 관한 것이다.
운전자는 장시간 운전에 따른 피로, 부주의, 졸음 운전으로 인한 차선이탈 사고의 위험에 노출되고 있다.
차선이탈 경보장치(LDWS: Lane Departure Warning System)는 졸음운전, 부주의운전, 뜻하지 않은 차선이탈 사고로부터 운전자를 지켜주고 안전운전을 할 수 있도록 도와주는 장치이며, 룸미러 뒤의 차량 앞유리에 장착하여, 카메라로 도로의 상황을 계속 모니터링하고 있다가 차선이탈 예측시 경보음을 자동으로 울려주도록 되어 있다.
도 1a는 차선이탈경보장치에 관한 블록도로서, 전방 카메라(1)를 통하여 차량 전방의 영상정보를 수집하고, 영상처리부(2)를 통하여 수집된 영상신호에서 차선을 검출하며, 영상버퍼(3)를 통하여 처리된 영상신호를 임시로 저장하며, 신호처리부(5)에서는 상기 영상버퍼(3)에 저장된 영상신호를 분석하여 차량이 차선에서 이탈되었다고 판단시에 경보부(4)를 작동하여 경보음을 발생시킴으로써 운전자에게 이를 경보하는 것이다.
한편, 차량을 운행함에 있어서 운전자는 외부의 상황에 대한 정보를 인식하고 판단하여 주행을 행하게 된다.
그래서 차량에는 차실내의 운전자가 차량의 후방부의 상황을 인식할 수 있도록 룸미러가 설치되고, 양측에는 양측 후방을 볼 수 있도록 사이드 미러가 설치되어 있다.
그러나 주행시 차량의 양측 사이드 미러로는 감지하기 곤란한 지역이 발생하는 데 이를 보통 사각지대라고 부르고 있다.
이러한 사각지대는 특히 차선을 변경할 때 측후방에서 오는 타 차량을 볼 수 없는 경우가 많아서 사고의 큰 원인이 되고 있다.
후측방 접근차량 경보장치(SOWS: Side Obstacle Warning System)는 후측방 카메라를 차량의 좌측과 우측의 사이드 미러에 각각 한 대씩 설치하여 차선변경시 사각지대에 접근차량이 있을 경우 경보를 발하는 장치이다.
도 1b는 후측방 접근차량 경보장치에 관한 블록도로서, 후측방 카메라(11)를 통하여 차량 사각지대의 영상정보를 수집하고, 영상처리부(12)를 통하여 수집된 영상신호에서 사각지대 차량을 검출하며, 영상버퍼(13)를 통하여 처리된 영상신호를 임시로 저장하며, 신호처리부(15)에서는 상기 영상버퍼(13)에 저장된 영상신호를 분석하여 차량의 사각지대에 차량이 접근되었다고 판단시에 경보부(14)를 작동하여 경보음을 발생시킴으로써 운전자에게 이를 경보하는 것이다.
이와 같이 종래에는 LDWS와 SOWS를 구현하기 위해 전방 카메라(1)와 2개의 후측방 카메라(11)를 각각 구비하여 각 카메라(1,11)에서 영상정보를 수집하고 각각 영상처리하여 경보조건을 판단하기 때문에, 2개의 장치를 차량에 동시에 구현하는 경우에 동시구현에 따른 구성 요소가 많아지고 구조가 복잡해져, 원가가 상승하고 이에 따른 구매가격이 상승하여 소비자의 불만을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, LDWS용 카메라의 화면을 분리하여 전방 영상과 사각지대 영상이 동시에 투영되게 하고 이 영상을 동시에 처리함으로써, 차선이탈과 후측방 접근차량의 감시 기능을 동시에 구현할 수 있고, 원가를 절감할 수 있으며 구매가격의 절감에 의한 소비자 만족도를 향상시킬 수 있는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치는, 차량의 전방에 장착되어 차량의 전방 영상과, 사이드 미러와 거울을 이용한 이중반사 구조로 사각지대 영상을 동시에 촬영하여, 사각지대 영상을 차선인식과 관련이 없는 화면의 영역에 받아들이는 LDWS용 카메라와, 상기 LDWS용 카메라로 촬영한 전방 영상과 사각지대 영상을 처리하여 차선과 후측방 차량 이미지를 검출하고 차선 이탈과 후측방 차량 접근의 경보조건에 해당하는지 판단하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 작동하여 경보음을 출력하는 경보부를 포함하여 구성된다
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2c는 일반적인 차선이탈 경보장치의 전방 카메라(이미지 셀)로부터 받은 실제 영상으로서, 도 2a는 좌측 차선이탈이 되는 경우, 도 2b는 차선이 유지되는 경우, 도 2c는 우측 차선이탈이 되는 경우의 영상 화면이다.
도 2의 영상 화면(20)에서 차선유지나 차선이탈의 경우에 관계없이 영상의 상부 좌우측 부분에 차선인식과는 관련이 없는 영역(20a)이 있음을 알 수 있다.
따라서 상기 영역(20a)은 차선이탈 경보장치의 작동에는 불필요한 영역이라고 볼 수 있다.
본 발명은 이중반사 거울 구조를 이용하여 상기 불필요한 영역(20a)에 좌우 사각지대의 영상을 받아들여 후측방 접근차량을 감시할 있도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 통합경보장치의 블록도이다.
도시된 바와 같이 통합경보장치는 LDWS용 카메라(100)와, 제어부(110) 및 경보부(120)를 포함하여 구성된다.
영상을 촬영하는 LDWS용 카메라(100)는 룸미러 뒤의 차량 앞유리 등에 장착하여 차량의 전방과 사각지대의 영상을 동시에 촬영하되, 특히, 이중반사 거울 구조를 이용하여 사각지대의 영상을 차선인식과 관련이 없는 화면의 영역에 입력한다.
상기 LDWS용 카메라(100)는 CCD나 CMOS 이미지센서를 사용할 수 있으며, 이미지센서는 광학 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 이 중 CCD(; Charge Coupled Device)는 개개의 MOS 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS 이미지센서는 CMOS 집적 회로 제조 기술을 이용하여 픽셀 어레이를 구성하고 이를 차례차례 출력(Output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.
CMOS 이미지센서는 저전력 소비라는 큰 장점이 있기 때문에 본 발명에 매우 유용하다.
제어부(110)는 상기 LDWS용 카메라(100)로 촬영한 전방 영상과 사각지대 영상을 처리하여 차선과 후측방 차량 이미지를 검출하고 경보조건에 해당하는지 판단한다.
상기 제어부(110)는 이미지 필터(112), 이미지 버퍼(114), 이미지 처리부(114) 및 MCU(116)로 이루어진다.
상기 이미지 필터(112)는 LDWS용 카메라(100)로부터 영상 정보를 받아들여 이미지의 잡음을 제거하고, 이미지 버퍼(114)는 잡음이 제거된 이미지를 임시로 저장한다.
이미지 처리부(116)는 상기 이미지 버퍼(114)에 저장된 전방 이미지와 사각지대 이미지를 처리하여 차선과 후측방 차량을 검출한다.
여기서 상기 신호처리부(116)는 DSP(Digital Signal Processor: DSP)로 구현할 수 있다.
그리고 상기 사각지대 이미지 처리시 종래 LDWS의 신호처리부를 동시에 이용할 수 있으므로 LDWS와 SOWS가 하나의 장치로 통합할 수 있다.
MCU(118)는 차량 중간주파 신호를 입력으로 받아 검출된 차선과 후측방 차량을 확인하여 차선 이탈과 후측방 차량 접근이 경보 조건에 해당하는지 판단하고, 경보 조건에 해당하는 경우 경보부(120)를 작동하여 경보음을 출력한다.
이때 차선 이탈과 후측방 차량 접근시의 경보음을 경보부(120)를 통해 다르게 출력하여 탑승자가 경보음을 듣고 차선 이탈인지 후측방 차량 접근인지를 쉽게 구별할 수 있도록 한다.
도 4a와 도 4b는 도 3에 나타낸 LDWS용 카메라의 사시도와 평면도이고, 도 5는 도 3에 LDWS용 카메라의 장착 상태도이다.
도시된 바와 같이 LDWS용 카메라(100)의 하부 양측에는 주행중인 차량의 차체에 안정적으로 고정하기 위한 장착구(130)가 형성되고, LDWS용 카메라(100)의 양측 상부에는 거울(150)을 결합하기 위한 브래킷(140)이 체결되어 렌즈부(102) 보다 전방으로 돌출되되, 양 돌출단부는 연결대(144)에 의해 연결되어 브래킷(140)이 일체로 형성됨으로써 강성이 보강된다.
상기 전방으로 돌출된 브래킷(140)에는 거울(150)의 일측부가 힌지 결합하여 힌지축(152)을 중심으로 회전가능하다.
이때 거울(150)은 차량의 양측에 양측 후방을 볼 수 있도록 설치된 사이드 미러(160)를 향하도록 결합하여, 사이드 미러(160)의 사각지대 영상을 받아 LDWS용 카메라(100)의 양측 상부 즉, 차선 인식과는 관련이 없는 영역을 향하도록 반사시킨다.
즉 본원발명에서는 사각지대를 감시하는 방법으로 LDWS용 카메라(100)에 설 치된 거울(150)을 이용하되 이 거울(150)이 직접 차량의 사각지대를 향하도록 설치할 경우에 탑승자의 머리나 차체 프레임이 사각지대 감시에 걸림돌이 될 수 있어, 기존에 설치된 사이드 미러(160)에 반사된 영상을 다신 한번 반사시키는 이중반사 구조를 이용하여 LDWS용 카메라(100)에 사각지대 영상이 입력되도록 한 것이다.
도 5에서와 같이, 운전석과 운전자가 차체의 좌측에 있으므로 양측 사이드 미러(160)의 사각지대 영상을 동시에 받기 위해서 LDWS용 카메라(100)도 중심에서 약간 좌측에 장착되어야 한다.
점선 구역은 운전자가 사이드 미러(160)로 관측 가능한 범위를 나타내고, 실선 구역은 운전자에게는 보이지 않지만 본 발명에 따른 LDWS용 카메라(100)로는 관측 가능한 사각지대 범위를 나타낸다.
도 6a와 도 6b는 운전자가 사이드 미러를 통해 본 사각지대 영상과 본 발명에 따른 LDWS용 카메라에 입력되는 사각지대 영상이다.
도 6a는 실제 운전석에서 운전자가 사이드 미러(160)를 통해 본 영상으로서, 사각지대에 있는 차량(162)의 뒷부분만 겨우 보이며 이 상태에서 조금만 움직여도 운전자의 시야에서 사라지게 된다.
도 6b는 이중반사 거울구조를 이용하여 LDWS 카메라 화면(170)이 받아들이게 되는 사각지대 영상으로서, 영상처리시 사이드 미러(160)의 타원형을 먼저 인식하고 그 내부의 사각지대에 있는 접근차량(162)을 인식하기 때문에 보다 신뢰성 있는 영상인식이 가능하다.
도로와 차체 간의 구분이 명확하며 타이어휠의 타원모양과 전조등의 모양 등 으로 후측방 접근차량(162)을 인식할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, LDWS용 카메라 화면에 영역을 분리하여 전방 영상과 사각지대 영상이 동시에 투영되게 하고 이 영상을 동시에 처리함으로써 차선 이탈과 후측방 접근차량의 감시 기능을 동시에 구현할 수 있고, 원가를 절감할 수 있으며 구매가격의 절감에 의한 소비자 만족도를 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량의 전방에 장착되어 차량의 전방 영상과, 사이드 미러(160)와 거울(150)을 이용한 이중반사 구조로 사각지대의 영상을 동시에 촬영하는 LDWS용 카메라(100)와,
    상기 LDWS용 카메라(100)로 촬영한 전방 영상과 사각지대 영상을 처리하여 차선과 후측방 차량 이미지를 검출하고 차선 이탈과 후측방 차량 접근의 경보조건에 해당하는지 판단하는 제어부(110)와,
    상기 제어부(110)에 의해 작동하여 경보음을 출력하는 경보부(120)를 포함하는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LDWS용 카메라(100)는 CMOS 이미지센서인 것을 특징으로 하는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 사각지대 영상은 차선인식과 관련이 없는 LDWS용 카메라(100) 화면의 영역에 받아들이는 것을 특징으로 하는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차선인식과 관련이 없는 LDWS용 카메라(100) 화면의 영역은 LDWS용 카메라(100) 화면의 양측 상부 영역인 것을 특징으로 하는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 거울(150)은 LDWS용 카메라(100)의 양측 상부에서 체결되어 렌즈부(102) 보다 전방으로 돌출되는 브래킷(140)에 힌지축(152)으로 회전할 수 있도록 결합하되, 사이드 미러(160)를 향하도록 결합하여, 상기 사이드 미러(160)의 사각지대 영상을 받아 LDWS용 카메라(100)의 양측 상부 영역을 향하여 반사하는 것을 특징으로 하는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 브래킷(140)의 돌출단부는 연결대(144)에 의해 연결되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차선이탈 및 후측방 접근차량 통합경보장치.
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