기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전조등 제어 장치가 장착된 차량을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 차량(1)의 내부 전면 유리 상단부에 영상 제공 장치(100) 가 위치된다. 여기서, 영상 제공 장치(100)는 카메라로 이해될 수 있으며, 영상 제공 장치(100)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
영상 제공 장치(100)는 차량(1)의 전방 방향의 영상을 촬영하며, 촬영된 영상은 영상 처리 장치(미도시)로 제공된다. 영상 처리 장치는 영상 제공 장치(100)로부터 제공받은 영상을 분석하여 차량(1)의 전방 방향에 터널의 존재 여부 및 주간/야간 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 차량(1)의 전조등을 자동으로 제어한다. 이하, 도 2에서 영상 제공 장치(100) 및 영상 처리 장치(200)를 포함하는 전조등 제어 장치(10)를 보다 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조등 제어 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 전조등 제어 장치(10)는 영상 제공 장치(100) 및 영상 처리 장치(200)를 포함할 수 있다. 영상 제공 장치(100)는 이미지 센서(110), A/D 컨버터(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있으며, 영상 처리 장치(200)는 송수신부(210), 영상 분석부(220), 판단부(230), 전조등 제어 신호 생성부(240), 저장부(250) 및 제어부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.
이미지 센서(110)는 차량(1)의 전방 영상의 각 화소에서 빛의 신호를 전기적 영상신호를 변환한다. 여기서, 이미지 센서는 CIS(CMOS Iimage Sensor)가 이용될 수 있으며, 이에 반드시 한정되지는 않는다.
A/D 컨버터(120)는 이미지 센서(110)로부터 제공받은 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하여 출력한다.
제어부(130)는 차량의 전방영상 촬영 시 영상 제공 장치(100)에 설정된 노출 이득을 영상 처리 장치(200)로 제공한다.
또한, 제어부(130)는 영상 제공 장치(100)를 구성하는 각 기능성 블록들 (110 및 120)의 동작을 제어 한다.
송수신부(210)는 영상 제공 장치(100)로부터 촬영된 영상(image) 및 노출 이득(exposure gain)을 수신한다. 또한, 송수신부(210)는 전조등 제어 신호 생성부(240)가 생성한 전조등 제어 신호 송신한다. 여기서, 송수신부(210)는 CAN(Controller Area Network) 방식을 이용하여 전조등 제어 신호를 송신한다.
영상 분석부(220)는 수신된 영상에서 소정 감지 영역에 대한 밝기를 분석한 다.
도 3a 를 참조하여 설명하면, 영상 분석부(220)는 수신된 영상에서 소정 감지 영역의 각각에 대한 밝기를 분석하는데, 여기서 소정의 감지 영역은 차량(1)에 탑승한 사용자의 전방 시야 영역을 나타내는 제1 감지 영역(310), 제1 감지 영역(310)을 기준으로 좌우측 방향의 영역을 나타내는 제2 감지 영역(320), 제1 감지 영역(310)을 기준으로 상측 방향의 영역을 나타내는 제3 감지 영역(330), 제1 감지 영역(310)을 기준으로 하측 방향의 영역을 나타내는 제4 감지 영역(340)으로 구분될 수 있다.
판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상의 밝기값 및 노출이득을 기초로 주변 조도(즉, 주간/야간) 및 주변 상황(즉, 터널 존재 여부)을 판단한다.
예를 들어, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상의 밝기값(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값)이 저장부(250)에 기 저장된 제1 임계값 보다 작은 경우, 주변 조도가 낮은 야간으로 판단하고, 제1 임계값 보다 큰 경우, 주변 조도가 높은 주간으로 판단한다. 여기서, 제1 임계값은 영상의 평균적인 밝기값으로 이해될 수 있다.
또한, 판단부(230)의 판단 결과 야간인 경우, 판단부(230)는 수신부(210)를 통해 수신된 영상 촬영 시 설정된 노출 이득과 제2 임계값(즉, 기 저장된 노출 이득)을 비교한다. 여기서, 노출 이득을 비교하는 것은 보다 정확하게 주간 또는 야간 여부를 판단하기 위해서이다. 여기서, 제2 임계값은 노출 이득의 평균적인 값으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 비교 결과 수신된 노출 이득이 저장부(250)에 기 저장된 제2 임계값 보다 작은 경우 야간으로 판단한다.
또한, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상(즉, 제1 영상)의 소정 감지 영역에 대한 밝기값들(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값)을 비교하고, 비교 결과 제1 감지 영역(310)의 밝기값이 다른 감지 영역들(320 내지 340)의 밝기값에 비해 작은(즉, 어두운) 경우, 전면에 터널(370)이 존재한다고 추정한다. 이에, 판단부(230)는 영상신호 영상 분석부(220)가 분석한 다음번에 수신된 영상(즉, 제2 영상)의 밝기값들과 이미 분석된 제1 영상의 밝기값을 비교하고, 비교 결과 제2 영상의 제1 감지 영역(310)의 밝기값 뿐만 아니라 다른 감지 영역(320 내지 340)의 밝기값이 제1 영상의 밝기값 보다 작아진(즉, 어두워진) 경우, 전면에 터널(370)이 존재한다고 최종적으로 판단한다(도 3b 참조).
또한, 판단부(230)는 차량(1)이 터널에 진입한 후 촬영된 영상(즉, 제3 영상)의 밝기값들과 다음번에 수신된 영상(즉, 제4 영상)의 밝기값들을 비교하고, 비교 결과 제4 영상의 밝기값들이 제3 영상의 밝기값 보다 커진(즉, 밝아진) 경우, 차량(1)의 터널 진출 시점이라고 판단한다.
전조등 제어 신호 생성부(240)는 판단부(230)의 판단 결과를 기초로 차량의 전조등을 제어하는 신호를 생성한다.
예를 들어, 주변 조도가 야간으로 판단된 경우, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 전조등 점등 신호를 생성한다.
또한, 차량(1)의 전방에 터널(370)이 존재한다고 판단된 경우, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 차량(1)이 터널(370)에 진입하기 이전(예를 들어, 1~2초 전)에 전조등 점등 신호를 생성한다.
또한, 차량(1)이 터널(370)의 진출 시점에 위치된다고 판단된 경우, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 터널 진출 시점 이전(예를 들어, 0~1초 전)에 전조등 소등 신호를 생성한다.
저장부(250)는 제1 임계값 및 제2 임계값을 저장하며, 영상 제공 장치(100)로부터 수신받은 쵤영된 영상 및 노출 이득을 저장한다.
제어부(260)는 영상 처리 장치(200)를 구성하는 각 기능성 블록들 (210 내지 250)의 동작을 제어한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조등 제어 방법 중 주간 및 야간을 판단하는 동작을 나타낸 순서도이다.
먼저, 영상 처리 장치(200)의 송수신부(210)는 영상 제공 장치(100)로부터 촬영된 영상(image) 및 노출 이득(exposure gain)을 수신한다(S410).
그 다음, 영상 분석부(220)는 수신된 영상에서 소정 감지 영역에 대한 밝기를 분석한다(S420). 여기서, 소정의 감지 영역은 차량(1)에 탑승한 사용자의 전방 시야 영역을 나타내는 제1 감지 영역(310), 제1 감지 영역(310)을 기준으로 좌우측 방향의 영역을 나타내는 제2 감지 영역(320), 제1 감지 영역(310)을 기준으로 상측 방향의 영역을 나타내는 제3 감지 영역(330), 제1 감지 영역(310)을 기준으로 하측 방향의 영역을 나타내는 제4 감지 영역(340)으로 구분될 수 있다.
그 다음, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상의 밝기값 및 송수 신부(210)가 수신한 노출이득를 기초로 주변의 조도를 판단한다. 여기서, 수신된 노출 이득은 차량(1)의 전방영상을 촬영할 때 영상 제공 장치(100)에 설정된 노출 이득으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상의 밝기값(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값)과 저장부(250)에 기 저장된 제1 임계값을 비교하고, 비교 결과 분석된 영상의 밝기값이 제1 임계값 보다 작은 경우(S430의 예), 야간으로 판단한다(즉, 1차 판단). 여기서, 제1 임계값은 영상의 평균적인 밝기값으로 이해될 수 있다.
1차 판단 결과, 챠량(1)의 주변 조도가 야간 조도이라고 판단된 경우, 판단부(230)는 수신부(210)를 통해 수신된 영상 촬영 시 설정된 노출 이득과 제2 임계값(즉, 기 저장된 노출 이득)을 비교한다.
예를 들어, 비교 결과 수신된 노출 이득이 저장부(250)에 기 저장된 제2 임계값 보다 작은 경우(S440의 예), 판단부(230)는 챠량(1)의 주변 조도를 야간 조도로 판단한다(즉, 최종 판단)(S450). 여기서, 제2 임계값은 노출 이득의 평균적인 값으로 이해될 수 있다.
그 다음, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 판단부(230)의 판단 결과 차량(1)의 주변 조도가 야간이라고 판단되었으므로, 전조등 점등 신호를 생성하여 차량(1)의 전조등이 자동으로 점등되도록 한다(S460).
한편, 판단부(230)는 영상신호 영상 분석부(200)가 분석한 영상의 밝기값(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값)과 저장부(250)에 기 저장된 제1 임계값을 비교하고, 비교 결과 분석된 영상의 밝기값이 제1 임계값 보다 크거나 같은 경우(S430의 아니오), 챠량(1)의 주변 조도를 주간 조도으로 판단한다(S470).
또한, 수신된 노출 이득이 저장부(250)에 기 저장된 제2 임계값 보다 크거나 같은 경우(S440의 아니오), 판단부(230)는 챠량(1)의 주변 조도를 주간 조도로 판단한다(S470).
그 다음, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 판단부(230)의 판단 결과 차량(1)의 주변 조도가 주간이라고 판단되었으므로, 전조등 점등 신호를 생성하지 않으며, 이에 차량(1)의 전조등은 점등되지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조등 제어 방법 중 터널 존재 여부를 판단하는 동작을 나타낸 순서도이다.
먼저, 영상 처리 장치(200)의 송수신부(210)는 영상 제공 장치(100)로부터 촬영된 영상(image) 및 노출 이득(exposure gain)을 수신한다.
그 다음, 영상 분석부(220)는 수신된 영상에서 소정 감지 영역에 대한 밝기를 분석한다(S510). 여기서, 소정의 감지 영역은 제1 감지 영역(310) 내지 제4 감지 영역(340)으로 구분될 수 있다.
그 다음, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상의 소정 감지 영역에 대한 밝기값(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값)을 기초로 차량의 전방 방향에 터널이 존재하는지 여부를 추정한다.
예를 들어, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상(즉, 제1 영상)의 소정 감지 영역에 대한 밝기값들(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값) 을 각각 비교하고, 비교 결과 제1 감지 영역의 밝기값이 다른 감지 영역들(제2 감지 영역 내지 제4 감지 영역)의 밝기값에 비해 작은(즉, 어두운) 경우(S520의 예), 차량(1)의 전면에 터널이 존재한다고 추정한다.
그 다음, 영상 분석부(220)는 제1 영상 다음에 수신된 영상(즉, 제2 영상)에서 소정 감지 영역에 대한 밝기를 분석하고(S530), 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 제2 영상의 밝기값들과 제1 영상의 밝기값을 비교한다.
비교 결과 제2 영상의 제1 감지 영역의 밝기값 뿐만 아니라 다른 감지 영역의 밝기값이 제1 영상의 밝기값 보다 작은(즉, 어두운) 경우(S540의 예), 차량(1)의 전면에 터널이 존재한다고 판단(즉, 최종 판단)한다(S550).
그 다음, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 판단부(230)의 판단 결과 차량(1)의 전방 방향에 터널이 존재한다고 판단되었으므로, 전조등 점등 신호를 생성하여 차량(1)의 전조등이 자동으로 점등되도록 한다(S560). 여기서, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 터널 진입 이전(예를 들어, 1~2초 전)에 전조등 점등 신호를 생성한다.
한편, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 영상(즉, 제1 영상)의 밝기값들(즉, 제1 감지 영역 내지 제4 감지 영역의 밝기값)을 각각 비교하고, 비교 결과 제1 감지 영역의 밝기값이 다른 감지 영역들(제2 감지 영역 내지 제4 감지 영역)의 밝기값에 비해 크거나 동일한 경우(S520의 아니오), 차량(1)의 전면에 터널이 존재하지 않는다고 판단한다(S570).
또한, 판단부(230)는 영상 분석부(220)가 분석한 제2 영상의 밝기값들과 제1 영상의 밝기값을 비교하고, 비교 결과 제2 영상의 밝기값이 제1 영상의 밝기값 보다 크거나 동일한 경우(S540의 아니오), 차량(1)의 전면에 터널이 존재하지 않는다고 판단한다(S570).
그 다음, 전조등 제어 신호 생성부(240)는 판단부(230)의 판단 결과 차량(1)의 전방 방향에 터널이 존재하지 않는다고 판단되었으므로, 전조등 점등 신호를 생성하지 않으며, 이에 차량(1)의 전조등은 점등되지 않는다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.