KR101218835B1 - 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법 - Google Patents

영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조도센서 없이, 차량의 영상을 분석하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 여부를 판단할 수 있음에 따라 자동차의 원가 절감에 기여할 수 있는 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 차량의 주변 영상을 입력받는 영상 입력부; 상기 입력받은 영상의 각 픽셀별 밝기값에 의거하여 해당 영상의 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램의 극대점 및 상기 극대점을 포함하는 곡선의 폭을 이용하여 헤드라이트의 온 또는 오프 제어를 결정하는 영상 처리부; 및 상기 영상 처리부에 의해 결정된 헤드라이트의 온 또는 오프 제어에 상응하는 제어신호를 생성하여 생성된 제어신호를 헤드라이트에 제공하는 제어신호 제공부를 포함하는 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치를 제공한다.

Description

영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING HEAD-LIGHT BY IMAGE ANALYSIS AND METHOD FOR CONTROLLING HEAD-LIHGT ON/OFF OF THE SAME}
본 발명은 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법에 관한 것으로, 특히 조도 센서 없이, 차량의 영상을 분석하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 여부를 판단할 수 있음에 따라 자동차의 원가 절감에 기여할 수 있는 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법에 관한 것이다.
헤드라이트(head-light) 시스템은 운전자의 별도 조작 없이, 헤드라이트가 들어와야 하는 상황, 예를 들어 터널에 들어가거나 밤이어서 헤드라이트를 켜야 하는 상황이 되었을 때, 이를 인지하여 헤드라이트를 켜게 해주는 제어장치이다.
종래의 헤드라이트 시스템은 차량 전면에 부착된 조도 센서(illuminate sensor)를 이용하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 아닌지를 결정하여 제어하는 구조를 가지고 있다.
그러나, 조도 센서는 이물질의 부착 등으로 오염되었을 때 이를 사용자가 직접 제거할 때까지 오염을 해결할 수 없음에 따라, 조도센서에 의해 감지된 값에 대한 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
최근, 차량에 LKAS(Lane Keeping Assist System)나 CDM(Collisiion Damage Migration)과 같은 구동 보조 시스템(DAS: Drive Assist System), 주행정보 저장 시스템(Black Box)과 같은 안전 시스템의 장착이 확산되면서 이를 위한 카메라가 보편적으로 장착되는 추세이다. 안전 시스템에는 LKAS나 영상 기반 CDM 등을 위한 카메라가 반드시 장착되어 있다.
이에 따라 안전 시스템이 장착된 차량의 경우, 차량의 비용적인 측면을 고려하여 조도 센서를 제거하고도 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 여부를 판단하여 헤드라이트의 온/오프를 제어할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 조도센서 없이, 차량의 영상을 분석하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 여부를 판단할 수 있음에 따라 자동차의 원가 절감에 기여할 수 있는 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치는 차량의 주변 영상을 입력받는 영상 입력부; 상기 입력받은 영상의 각 픽셀별 밝기값에 의거하여 해당 영상의 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램의 극대점 및 상기 극대점을 포함하는 곡선의 폭을 이용하여 헤드라이트의 온 또는 오프 제어를 결정하는 영상 처리부; 및 상기 영상 처리부에 의해 결정된 헤드라이트의 온 또는 오프 제어에 상응하는 제어신호를 생성하여 생성된 제어신호를 헤드라이트에 제공하는 제어신호 제공부를 포함한다.
상기 영상 처리부는 상기 입력받은 영상의 각 픽셀들의 밝기값을 분석하여 각 밝기값별로 픽셀 개수를 나타내는 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부; 상기 생성된 히스토그램에서 미리 설정된 기준값을 초과하는 최대 극대점을 검출하는 극대점 검출부; 상기 검출된 최대 극대점이 포함된 곡선의 시작점과 끝점의 폭을 검출하는 폭 검출부; 및 상기 검출된 최대 극대점의 픽셀 개수, 상기 최대 극대점을 포함하는 곡선의 폭, 및 최대 극대점의 위치를 미리 설정된 각각의 기준 조건과 비교하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 또는 헤드라이트를 켜지 않아도 되는 상황인지를 판단하는 온/오프 판단부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상 입력부는 상기 차량의 전면 유리를 향하도록 상기 차량의 내부에 설치된 카메라로부터 획득된 영상을 입력받는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드라이트 제어 장치의 헤드라이트 온/오프 제어 방법은 차량의 주변 영상을 입력받는 단계; 상기 입력받은 영상의 각 픽셀별 밝기값에 의거하여 해당 영상의 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램의 극대점 및 상기 극대점을 포함하는 곡선의 폭을 이용하여 헤드라이트의 온 또는 오프 제어를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 헤드라이트의 온 또는 오프 제어에 상응하는 제어신호를 생성하여 생성된 제어신호를 헤드라이트에 제공하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는 상기 입력받은 영상의 각 픽셀들의 밝기값을 분석하여, 각 밝기값별로 픽셀 개수를 나타내는 히스토그램을 생성하는 단계; 상기 생성된 히스토그램에서 미리 설정된 기준값을 초과하는 최대 극대점을 검출하는 단계; 상기 검출된 최대 극대점이 포함된 곡선의 시작점과 끝점의 폭을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 최대 극대점의 픽셀 개수, 상기 최대 극대점을 포함하는 곡선의 폭, 및 최대 극대점의 위치를 미리 설정된 각각의 기준 조건과 비교하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 또는 헤드라이트를 켜지 않아도 되는 상황인지를 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 조도센서 없이, 차량의 영상을 분석하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 여부를 판단할 수 있음에 따라 자동차의 원가 절감에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 와이퍼의 동작으로 차량의 전면 유리에 오염원을 제거할 수 있어, 전면 유리를 향하도록 차량내에 설치된 카메라로부터 획득된 영상의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 영상과 히스토그램을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 히스토그램에서 검출된 극대점을 도시한 도면.
도 4는 최대 극대점의 폭을 도시한 도면.
도 5는 최대 극대점의 위치가 미리 설정된 기준 위치내에 있는지를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드라이트 제어 장치의 헤드라이트 온/오프 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치(1)는 구동 보조 시스템(Drive Assist System), 주행정보 저장 시스템(Black Box) 등과 같은 안전 시스템으로, 카메라로부터 영상을 획득하고 획득된 영상을 분석해 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 여부를 판단할 수 있다.
이러한 헤드라이트 제어 장치(1)는 영상 입력부(10), 영상 처리부(20), 제어신호 제공부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 입력부(10)는 차량의 주변 영상을 입력받는다. 즉, 영상 입력부(10)는 차량의 전면 유리를 향하도록 설치된 카메라(미도시)로부터 획득된 차량의 전방 영상을 입력받을 수 있다. 특히, 차량의 전면 유리를 향하도록 카메라가 차량 내부에 설치됨에 따라, 유리가 이물질 등으로 오염되었을 때 와이퍼를 작동하여 오염원을 쉽게 제거할 수 있다. 이에 따라, 카메라로부터 획득된 영상에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
영상 처리부(20)는 영상의 각 픽셀별 밝기값에 따라 생성된 히스토그램(histrogram)에 기초하여 극대점과 극대점이 포함된 곡선의 폭을 결정하고, 극대점의 픽셀개수, 폭, 및 극대점의 위치에 따라 헤드라이트의 온 또는 오프 여부를 판단할 수 있다.
이러한 영상 처리부(20)는 히스토그램 생성부(21), 극대점 검출부(22), 폭 측정부(23) 및 온/오프 판단부(24)를 포함할 수 있다.
히스토그램 생성부(21)는 영상의 각 픽셀들의 밝기값을 분석하여 각 밝기값별로 픽셀의 개수를 나타내는 히스토그램을 생성한다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 영상이 입력되면 히스토그램 생성부(21)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 히스토그램을 생성한다. 여기서 X 축은 픽셀의 밝기값을 나타내고 Y축은 전체 640*480개의 픽셀 줄에서 해당 밝기값을 가지는 픽셀의 개수를 나타낸다.
극대점 검출부(22)는 히스토그램 생성부(21)에 의해 생성된 히스토그램에서 미리 설정된 기준값(threshold)(T)을 초과하는 부분의 곡선 중 극대점을 검출하되, 최대 극대점을 검출한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 기준값을 초과하는 두개의 극대점(A, B)이 검출되고, 그 중 최대 극대점(A)이 검출된다.
폭 측정부(23)는 검출된 최대 극대점(A)을 포함하는 곡선의 폭, 즉 도 4에 도시된 바와 같은 최대 극대점(A)의 시작점부터 끝점까지의 폭을 측정한다.
온/오프 판단부(24)는 최대 극대점의 픽셀 개수가 미리 설정된 기준 픽셀 개수 이상인지 여부를 판단하고, 또한 측정된 폭이 미리 설정된 기준 폭 이상인지 여부를 판단한다.
온/오프 판단부(24)는 최대 극대점의 픽셀 개수가 미리 설정된 기준 픽셀 개수 이하이거나, 또는 측정된 폭이 미리 설정된 기준 폭 이하인 경우 헤드라이트를 켜지 않아야 하는 상황으로 판단한다.
온/오프 판단부(24)는 최대 극대점의 픽셀 개수가 미리 설정된 기준 픽셀 개수 이상이고 측정된 폭이 미리 설정된 기준 폭 이상인 경우 최대 극대점의 위치가 미리 설정된 기준 위치(P)내에 위치하는지 여부를 판단한다. 더 자세하게는 온/오프 판단부(24)는 도 5에 도시된 바와 같이 최대 극대점의 X축 위치가 기준 위치(P)이하이면 헤드라이트를 켜야 하는 상황으로 판단하고, 그렇지 않으면 헤드라이트를 켜지 않아야 하는 상황으로 간주한다. 즉, 헤드라이트를 켜지 않아야 하는 낮으로 간주한다. 헤드라이트를 켜야 하는 상황은 밤이거나 터널을 주행중인 경우에 해당한다.
온/오프 판단부(24)에 의해 판단된 결과는 제어신호 제공부(30)에 제공된다.
제어신호 제공부(30)는 온/오프 판단부(24)의 판단결과에 상응하는 제어신호를 생성할 수 있다. 여기서 제어신호는 헤드라이트를 온/오프시킬 수 있는 제어신호로, 제어신호 제공부(30)는 온/오프 판단부(24)에 의해 헤드라이트의 온으로 판단된 경우, 헤드라이트를 점등시킬 수 있는 온 제어신호를 생성할 수 있다.
이러한 제어신호 제공부(30)는 생성된 온 제어신호를 헤드라이트(미도시)에 제공하여 헤드라이트를 점등시킬 수 있다. 이에 따라 조도 센서 없이도 헤드라이트를 점등 또는 소등시켜야 하는 상황인지를 판단할 수 있다. 또한 구동 보조 시스템과 주행정보 저장 시스템과 같은 안전 시스템이 장착된 경우 조도 센서를 제거하여도 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지를 판단할 수 있어, 자동차의 원가 절감에 기여할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 헤드라이트 제어 장치의 헤드라이트 온/오프 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드라이트 제어 장치의 헤드라이트 온/오프 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 6을 참조하면 영상 입력부(10)는 차량의 주변 영상을 입력받는다(S101). 여기서 주변 영상은 차량의 전면에 설치된 카메라를 통하여 획득된 영상이며, 카메라로부터 유선 또는 무선 통신 방식을 통하여 영상을 수신할 수 있다.
다음, 영상 처리부(20)는 입력받은 영상의 픽셀값을 분석하여 히스토그램을 생성한다(S103). 즉 영상 처리부(20)는 영상의 각 픽셀들의 밝기값을 분석하고 분석된 각 밝기값별로 얼마만큼의 픽셀이 있는지를 나타내는 히스토그램을 생성한다.
다음, 영상 처리부(20)는 생성된 히스토그램에서 기준값을 초과하는 극대점들 중에서 최대 극대점을 검출한다(S105).
다음, 영상 처리부(20)는 검출된 최대 극대점이 포함되는 곡선의 폭을 측정한다(S107). 곡선의 폭은 최대 극대점의 시작점에서 끝점까지의 폭(넓이)을 측정한다.
다음, 영상 처리부(20)는 최대 극대점이 미리 설정된 기준 극대점 이하이면서 폭이 미리 설정된 기준폭 이상인지 여부를 판단한다(S109).
상기 S109 단계의 판단결과, 최대 극대점의 픽셀 개수가 미리 설정된 기준 픽셀 개수 이하이거나, 또는 폭이 미리 설정된 기준 폭 이하인 경우 영상 처리부(20)는 헤드라이트를 켜지 않아도 되는 헤드라이트의 오프로 결정한다(S110).
상기 S109 단계의 판단결과, 최대 극대점의 픽셀 개수가 미리 설정된 기준 픽셀 개수 이상이면서 폭이 미리 설정된 기준 폭 이상인 경우 영상 처리부(20)는 최대 극대점의 위치가 미리 설정된 기준 위치내에 있는지 여부를 판단한다(S111).
상기 S111 단계의 판단결과, 최대 극대점의 위치가 미리 설정된 기준 위치를 벗어나는 경우 영상 처리부(20)는 헤드라이트의 오프로 결정한다(S110).
상기 S111 단계의 판단결과, 최대 극대점의 위치가 미리 설정된 기준 위치내에 있으면 영상 처리부(20)는 헤드라이트를 켜야 하는 헤드라이트의 온으로 결정한다(S113).
다음, 제어신호 제공부(30)는 영상 처리부(20)에 의해 획득된 영상에 대한 영상처리결과(즉, 온 또는 오프)에 상응하는 헤드라이트의 온 또는 오프 제어신호를 생성하고, 생성된 온 또는 오프 제어신호를 헤드라이트에 제공한다(S115). 헤드라이트는 온 제어신호에 반응하여 점등되고, 오프 제어신호에 반응하여 소등된다.
따라서 조도 센서없이도 차량의 주변 영상을 분석하여 헤드라이트를 점등 또는 소등시켜야 하는 상황인지를 판단할 수 있어, 조도 센서에 따른 자동차의 원가를 절감시킬 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 영상 입력부 20 : 영상 처리부
21 : 히스토그램 생성부 22 : 극대점 검출부
23 : 폭 측정부 24 : 온/오프 판단부
30 : 제어신호 제공부

Claims (5)

  1. 차량의 주변 영상을 입력받는 영상 입력부;
    상기 입력받은 영상의 각 픽셀별 밝기값에 의거하여 해당 영상의 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램의 극대점 및 상기 극대점을 포함하는 곡선에서 미리 설정된 기준값과 교차되는 좌측 밝기값을 시작점으로 하고, 상기 기준값과 교차되는 우측 밝기값을 끝점으로 하여 상기 시작점과 상기 끝점 사이의 폭을 이용하여 헤드라이트의 온 또는 오프 제어를 결정하는 영상 처리부; 및
    상기 영상 처리부에 의해 결정된 헤드라이트의 온 또는 오프 제어에 상응하는 제어신호를 생성하여 생성된 제어신호를 헤드라이트에 제공하는 제어신호 제공부를 포함하는 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 입력받은 영상의 각 픽셀들의 밝기값을 분석하여 각 밝기값별로 픽셀 개수를 나타내는 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성부;
    상기 생성된 히스토그램에서 미리 설정된 기준값을 초과하는 최대 극대점을 검출하는 극대점 검출부;
    상기 검출된 최대 극대점이 포함된 곡선에서 미리 설정된 기준값과 교차되는 좌측 밝기값을 시작점으로 하고, 상기 기준값과 교차되는 우측 밝기값을 끝점으로 하여 상기 시작점과 상기 끝점 사이의 폭을 검출하는 폭 검출부; 및
    상기 극대점 검출부에 의해 검출된 최대 극대점의 픽셀 개수, 상기 폭 검출부에 의해 검출된 폭, 및 최대 극대점의 위치를 미리 설정된 각각의 기준 조건과 비교하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 또는 헤드라이트를 켜지 않아도 되는 상황인지를 판단하는 온/오프 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상 입력부는 상기 차량의 전면 유리를 향하도록 상기 차량의 내부에 설치된 카메라로부터 획득된 영상을 입력받는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 제어 장치.
  4. 차량의 주변 영상을 입력받는 단계;
    상기 입력받은 영상의 각 픽셀별 밝기값에 의거하여 해당 영상의 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램의 극대점 및 상기 극대점을 포함하는 곡선에서 미리 설정된 기준값과 교차되는 좌측 밝기값을 시작점으로 하고, 상기 기준값과 교차되는 우측 밝기값을 끝점으로 하여 상기 시작점과 상기 끝점 사이의 폭을 이용하여 헤드라이트의 온 또는 오프 제어를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 헤드라이트의 온 또는 오프 제어에 상응하는 제어신호를 생성하여 생성된 제어신호를 헤드라이트에 제공하는 단계를 포함하는 헤드라이트 제어 장치의 헤드라이트 온/오프 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 결정하는 단계는
    상기 입력받은 영상의 각 픽셀들의 밝기값을 분석하여, 각 밝기값별로 픽셀 개수를 나타내는 히스토그램을 생성하는 단계;
    상기 생성된 히스토그램에서 미리 설정된 기준값을 초과하는 최대 극대점을 검출하는 단계;
    상기 검출된 최대 극대점이 포함된 곡선에서 미리 설정된 기준값과 교차되는 좌측 밝기값을 시작점으로 하고, 상기 기준값과 교차되는 우측 밝기값을 끝점으로 하여 상기 시작점과 상기 끝점 사이의 폭을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 최대 극대점의 픽셀 개수, 상기 검출된 폭, 및 최대 극대점의 위치를 미리 설정된 각각의 기준 조건과 비교하여 헤드라이트를 켜야 하는 상황인지 또는 헤드라이트를 켜지 않아도 되는 상황인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 제어 장치의 헤드라이트 온/오프 제어 방법.
KR1020100084075A 2010-08-30 2010-08-30 영상 분석을 통한 헤드라이트 제어 장치 및 그의 헤드라이트 온/오프 제어 방법 KR101218835B1 (ko)

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