이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 기재한다. 이 기재는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 이 기재로 인해 본 발명의 기술범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 기술적 범위에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 미주시 운전 검출 경보 시스템의 구성을 나타낸 시스템 블럭도를 나타낸 것이다. 도 1에 의하면, 본 발명의 전방 미주시 운전 검출 경보 시스템은 시선검출부(110), 장애물 탐색부(120)와 경보설정부(130)로 구성된다. 이하에서 각부에 대하여 자세하게 설명한다.
(시선검출부)
시선검출부(110)는 카메라(2), 시선검출수단(111), 주시방향 검출수단(112), 유효시야 판정수단(113) 및 주시방향 이력작성수단(114)을 포함한다.
차량(1)에 탐재된 카메라(2)에 의하여 운전자(6)의 안면을 촬영하고 시선검출수단(111)에 의하여 촬영된 화상데이터(7)를 처리하여 운전자(6)의 시선(8)을 검출한다. 카메라(2)와 시선검출수단(111)을 조합한 장치는 소위 시선검출장치로 공지된 것이다. 카메라(2)와 시선검출수단(111)은 차량(1)에 탑재 가능하고 데이터의 취출(꺼냄)이 가능한 것이면 일반적인 것을 사용해도 좋다.
주시방향 검출수단(112)은 시선검출수단(111)에서 출력된 운전자(6)의 시선방향(13) 데이터를 여러 차례 적산하여 평균화하고 운전자(6)의 주시방향(16)을 검출하여 출력한다. 적산시간은 0.01~1초 동안이 바람직하고 0.02~0.5초 동안이 보다 바람직하고 가장 바람직한 중심치로서 0.1초를 예시할 수 있다.
유효시야 판정수단(113)은 운전자(6)의 주시방향(16)과 시각에서 시야(9)를 결정된다. 운전시 운전자(6)의 시각은 일반적인 값이 공지되어 있고 이를 이용해서 시야를 계산할 수 있다. 여기서 얻어지는 시야(9)는 차량운전시의 동태시야이다. 바람직하게는, 유효시야 판정수단(113)은 시야(9)에 안전률을 포함하는 팩터를 가산해서 유효시야(15)를 결정하여 출력한다.
유효시야(15)의 결정은 주시방향(16)에 대응하는 유효시야(15)를 미리 계산하여 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)에 입력하고 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)을 사용해서 산출할 수도 있다.
주시방향 이력작성수단(114)은 주시방향 시간이력을 작성하여 경보판정수단(131)으로 출력한다.
(장애물 탐색부)
장애물 탐색부(120)는 레이더(3)와 탐색방향 설정수단(121)과 장애물 검출수단(122)을 포함한다. 탐색방향 설정수단(121)과 장애물 검출수단(122)은 일체화해서 레이더(3)를 제어하고 검출한 장애물(12)의 데이터를 계산처리해서 장애물(12)의 정보를 출력한다.
레이더(3)는 예를 들어 (밀리 파) 레이더, 적외선 레이더, 초음파 탐지기, 스테레오카메라를 들 수가 있으나, 본 발명에 있어서는 차량에 탑재 가능하고 장애물(12)의 방향과 거리를 측정할 수 있는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하며, 레이더(3)가 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
탐색방향 설정수단(121)은 유효시야(15)에서 운전자(6)가 주시하지 않는 방향을 판정하고 그 방향으로 레이더 탐색방향(11)을 설정하여 레이더(3)에 의하여 장애물(12)을 탐색한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐색방향(11)의 설정방법을 예시한 것이다. 도 2(A)는 운전자의 주시방향(10)이 전방정면인 경우를 나타낸 것으로, 이 경우는 레이더 탐색방향(11)은 우방과 좌방이 된다. 도 2(B)는 운전자의 주시방향(10)이 좌방인 경우를 나타낸 것으로, 이 경우는 레이더 탐색방향(11)은 전방정면과 우방이 된다. 도 2(C)는 운전자의 주시방향(10)이 후방인(전방을 주시하지 않는) 경우를 나타낸 것으로, 이 경우 레이더 탐색방향(11)은 전방정면과 우방과 좌방이 된다.
레이더 탐색방향(11)은 전방정면과 우방과 좌방에 한정되는 것이 아니라 임의의 탐색방향과 탐색방향의 수를 설정할 수 있다.
장애물 검출수단(122)은 장애물(12)을 검출한 경우 장애물(12)의 방향과 거리, 및 장애물(12)과 차량(1) 쌍방의 속도와 이동방향으로부터 차량(1)과 장애물(12)의 상대속도를 산출하고 또한 차량(1)과 장애물(12)의 거리 및 상대속도로부터 장애물(12)이 차량(1)에 도달하는 추정도달시간(17)을 산출한다. 보다 바람직하게는, 추정도달시간(17)은 장애물(12)이 차량(1)의 위험거리(18)에 도달하는 시간이다.
여기서, 위험거리(18)는 장애물(12)과 차량(1) 사이에 허용되는 최소 거리로서, 더 이상 접근하는 것은 실질적으로 충돌한다고 간주할 수 있는 거리이다. 위험거리(18)는 운전 상황에 대응하는 가변 값으로서, 장애물(12)의 방향과 거리, 및 장애물(12)과 차량(1) 쌍방의 속도와 이동방향과 차량(1)의 제동력을 팩터로 설정된다. 예를 들어, 차량(1)이 고속주행하고 있는 경우나 장애물(12)이 차량(1)의 진행방향인 경우의 위험거리(18)는 커지고 뒤를 추종하는 장애물(12)이나 옆을 병주하는 장애물(12)에 대한 위험거리(18)는 작게 설정할 수 있다. 위험거리(18)의 조건설정은 후술하는 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)을 작성할 때 입력할 수 있다. 추정도달시간(17)의 산출은 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)을 사용해서 할 수도 있다.
(경보설정부)
경보설정부(130)는 경보판정수단(131), 경보판정수단(132)과 경보장치(4)를 포함한다.
경보판정수단(131)은 장애물 검출수단(122)이 장애물(12)을 검출한 경우에 시선검출부(110)에 설치된 주시방향 이력작성수단(114)에서 작성된 주시방향 시간이력(14)을 참조한다. 운전자(6)가 장애물(12)을 주시한 이력이 없는 경우는 장애물(12)을 검출한 시간부터, 이력이 있는 경우는 전회 장애물(12)을 주시한 시간부터의 경과시간을 산출해서 전방 미주시 운전시간(19)으로 한다.
경보판정수단(131)은 또한 전방 미주시 운전시간(19)을 참도하여 경보를 발령할지의 여부를 결정한다. 경보를 발령할지의 여부 판정기준은 예를 들어, 차량(1)의 정면방향의 전방 미주시 운전시간이 소정 시간 이상이면 경보를 발령하도록 결정할 수 있다. 또한 상기 판정기준은 전방 미주시 운전시간(19)을 추정도달시간(17)으로 나눈 수치가 소정 수치 이상이면 경보를 발령하도록 결정할 수 있다. 보다 바람직하게는, 경보판정수단(131)은 전방 미주시 운전시간(19), 추정도달시간(17), 장애물(12)의 방향과 거리, 및 장애물(12)과 차량(1) 쌍방의 속도 및 이동방향의 데이터 중 둘 이상을 전방 미주시 운전 판정프로그램에 입력하여 연산하고 경보를 발령하도록 결정할지의 여부를 판정한다.
여기서, 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)은 차량(1)의 여러 운전상황을 상정하고 장애물(12)의 방향과 거리, 및 장애물(12)과 차량(1) 쌍방의 속도 및 이동방향의 실측 데이터에 운전상황에 대응한 조건이나 계수를 가산하여 최적화한 계산방법 혹은 사전에 이들의 예상되는 값에 대한 계산결과를 미리 컴퓨터에 입력한 것으로서, 각 단계에서 측정한 데이터를 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)에 입력하여 연산하면 최적화된 계산결과가 얻어지도록 한 것이다. 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)은 유효시야(15), 추정도달시간(17), 위험거리(18), 전방 미주시 운 전시간(19)과 후술하는 위험도(21)의 산출에도 사용할 수 있다.
경보판정수단(131)은 전방 미주시 운전(22)으로 판단한 경우는 전방 미주시 운전 경보(5)를 발령할 것을 결정하여 출력한다.
경보설정수단(132)은 경보판정수단(131)이 전방 미주시 운전 경보(5)를 발령할 것을 결정한 경우에 장애물(12)의 위험도(21)를 산출하고 위험도(21)에 대응해서 전방 미주시 운전 경보(5)의 발령형식을 설정하여 출력한다.
위험도(21)의 산출은 예를 들어, 장애물(12)이 차량(1)에 향하여 소정 이상의 상대속도로 접근해 오는 경우를 위험도3으로 하고, 상대속도가 소정 값 이하이거나 장애물(12)이 정지(靜止)하고 있는 경우는 위험도2로 하고, 장애물(12)의 주행경로가 차량(1)의 주행경로에서 먼 경우 또는 차량(1)에서 멀어지는 경우 혹은 장애물(12)은 검출되지 않지만 운전자(12) 차량(1)의 진행방향에 대한 전방 미주시 운전시간이 소정 값 이상인 경우는 위험도1로 하도록 설정할 수 있다.
바람직하게는, 경보설정수단(132)은 전방 미주시 운전시간(19), 추정도달시간(17), 장애물(12)의 방향과 거리, 및 장애물(12)과 차량(1) 쌍방의 속도 및 이동방향의 데이터 중 둘 이상을 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)에 입력하여 연산하고 장애물(12)의 위험도(21)를 산출한다.
경보설정수단(132)은 위험도(21)에 대응하여 전방 미주시 운전 경보(5)의 발령형식을 설정하여 출력한다.
전방 미주시 운전 경보(5)의 발령형식은 이하와 같이 설정할 수 있다.
위험도(21) 수치에 대응하여 위험도(21)가 큰 것부터 경보 레벨3, 경보 레벨 2와 경보 레벨1을 설정하고 경보 레벨3인 경우는 전방 미주시 운전 경고등을 점등함과 동시에 음압 레벨 60~100dBSPL의 경보음, 보다 바람직하게는 음압 레벨 65~90dBSPL의 경보음, 더욱 바람직하게는 음압 레벨 75~85dBSPL의 경보음을 발령하는 경고방법을 설정한다. 경보 레벨2인 경우는 전방 미주시 운전 경고등을 점등함과 동시에 음압 레벨 30~70dBSPL의 경보음, 보다 바람직하게는 음압 레벨 40~65dBSPL의 경보음, 더욱 바람직하게는 음압 레벨 55~65dBSPL의 경보음을 발령하는 경고방법을 설정한다. 경보 레벨1인 경우는 전방 미주시 운전 경고등을 점등하거나 또는 음압 레벨 30~70dBSPL의 경보음, 보다 바람직하게는 음압 레벨 40~65dBSPL의 경보음, 더욱 바람직하게는 음압 레벨 55~65dBSPL의 경보음을 발령하는 경고방법을 설정하여 출력한다.
경보장치(4)는 경보설정수단(132)이 출력한 경고방법에 따라 전방 미주시 운전 경보를 발령한다.
(전방 미주시 운전 검출 경보 시스템의 동작)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 미주시 운전 검출 경보 시스템의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
시선검출수단(111)은 카메라(2)와 운전자(6)의 화상데이터(7)로부터 운전자(6)의 시선(8) 방향을 검출하고(S201) 이어서, 주시방향 검출수단은 운전자(6)의 시선방향(13) 데이터를 여러 차례 취입하여 운전자(6)의 주시방향(16)을 검출한다(S202).
유효시야 판정수단(113)은 운전자(6)의 주시방향(16)에서 유효시야를 판정한 다(S203).
탐색방향 설정수단(121)은 유효시야(15)에서 운전자(6)가 주시하지 않는 방향을 판정하고 그 방향에 레이더 탐색방향(11)을 설정한다(S204).
장애물 검출수단(122)은 장애물을 탐색하고(S205) 장애물(12)을 검출한 경우(S206, Yes) 차량(1)과 장애물(12)의 거리 및 상대속도로부터 장애물(12)이 차량(1)에 도달하는 추정도달시간(17)을 산출한다(S207).
경보판정수단(131)은 주시방향 이력작성수단(114)에서 작성된 주시방향 시간이력(14)을 참조하여 전방 미주시 운전시간을 산출(S208)한다. 경보판정수단(131)은 또한 전방 미주시 운전시간(19), 추정도달시간(17)과 장애물(12)의 방향과 거리, 및 장애물(12)과 차량(1) 쌍방의 속도 및 이동방향의 데이터 중 둘 이상을 전방 미주시 운전 판정프로그램(20)에 입력하여 연산하고 전방 미주시 운전(22)인지의 여부를 판정한다.
경보판정수단(131)은 전방 미주시 운전(22)으로 판정된 경우는 전방 미주시 운전 경보(5)를 발령할 것을 결정하여 출력한다(S209, Yes).
경보설정수단(132)은 경보판정수단(131)이 전방 미주시 운전 경보(5)를 발령할 것을 결정한 경우 장애물 검출수단(122)의 데이터에서 장애물(12)의 위험도(21)를 산출하고(S210), 위험도(21)에 대응한 전방 미주시 운전 경보(5)의 발령형식을 설정하여 출력하고(S211), 경보장치(4)는 경보설정수단(132)이 설정한 발령형식에 의하여 전방 미주시 운전 경보(5)를 발령한다(S212).
이하, 실시예를 나타낸다.
본 발명의 특허청구의 범위에 의하면, 본 발명은 전방 미주시 운전의 판정과 위험도의 산출에 전방 미주시 운전 판정프로그램을 사용하나 본 실시예에서는 본 발명의 사상을 명확하게 하기 위해서 전방 미주시 운전 판정프로그램을 사용하지 않는 전방 미주시 운전의 판정방법과 위험도의 산출방법을 예시한다. 이 실시예의 기재는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 이 기재에 의해 본 발명의 기술범위를 한정하는 것은 아니다.
차량(1)에 탑재된 카메라(2)에 의하여 운전자(6)의 안면을 촬영하고 촬영한 화상데이터를 처리하여 운전자(6)가 주시하고 있는 시야를 검출하고 운전자(6)가 주시하지 않는 방향을 레이더로 탐색하였다. 레이더(3)에 검출된 장애물(12)이 차량(1)에서 x[m] 거리에서 y[m/sec] 속도로 접근하고 있고 운전자(6)가 그 장애물(12)을 z[sec] 주시하지 않는 경우,
x/y≤z인 경우 경보 레벨3으로 하고, x/y>z인 경우는 경보 레벨2로 하고, 레이더(3)가 검출한 장애물(12)이 차량(1)에서 멀어지는 경우와 레이더(3)는 아무것도 검출하지 않지만 운전자(6)의 유효시야(15)가 소정시간 이상에 거쳐 차량(1)의 주행방향에서 벗어난 경우는 경보 레벨1로 한다.
경보 레벨3인 경우는 전방 미주시 운전 경보등을 점등함과 동시에 음압 레벨 80dBSPL의 경보음을 발령하고, 경보 레벨2인 경우는 전방 미주시 운전 경고등을 점등함과 동시에 음압 레벨 60dBSPL의 경보음을 발령하고, 경보 레벨1인 경우는 전방 미주시 운전 경고등을 점등하거나 또는 음압 레벨 60dBSPL의 경보음을 발령한다.