KR101241661B1 - 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템 및 그 방법 - Google Patents

무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템 및 그 방법에 관한 기술이다.
본 발명에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템은, 무선신호를 발생시키는 복수개의 무선신호 발신부와, 주변차량으로부터 발생된 무선신호를 수신하는 복수개의 무선신호 수신부와, 수신된 무선신호의 세기에 따라 주변차량과의 거리를 산출하는 주변차량 거리 산출부와, 상기 복수개의 무선신호 수신부 간의 거리와 상기 산출된 주변차량과의 거리를 이용하여 상기 주변차량의 위치를 추정하는 주변차량 위치 추정부와, 상기 주변차량의 위치를 이용하여 상기 주변차량의 시간당 이동거리로부터 상기 주변차량의 주행속도를 추정하는 주변차량 주행속도 추정부와, 상기 주변차량의 위치를 이용하여 상기 주변차량의 주행방향을 추정하는 주변차량 주행방향 추정부와, 차선정보를 갖는 화면 데이터에 자차를 기준으로 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 표시한 주변화면을 표시하는 주변차량 화면 표시부를 포함한다.

Description

무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템 및 그 방법{System for displaying periphery vehicle using wireless communication and thereof method}
본 발명은 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신기술(RSSI)를 이용하여 차량의 시야 사각지대 장애물 뒤편의 차량까지도 감지하여 주변 차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 화면에 표시하여 운전자가 용이하게 확인할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 운전자가 전방과 함께 좌우측과 후방에 대한 시야를 확보할 수 있도록 룸 밀러 및 좌우측 사이드 밀러가 구비되지만, 이러한 밀러에 의해서는 운전자가 모든 방향에 대하여 시야를 확보할 수 없으며 특히 차량의 좌우측은 사이드 밀러에 의해 시야가 확보되지 않는 사각지대가 형성된다.
이러한 사각지대에 대한 시야를 확보하기 위하여 운전자는 자신의 취향에 따라 보조 밀러를 사용하기도 하지만 이 역시 완전한 해결책은 아니며 각 밀러를 보기 위해 사용자의 시야가 분산되는 문제점이 있다.
한편, 영상처리 기술이 발전함에 따라 카메라 등의 감지수단을 차량의 전방 및 후방에 장착하고 촬영된 영상 이미지를 디스플레이함으로써 운전자에게 보다 넓은 시야를 제공하는 기술이 개발되었다.
그러나 이러한 기술은 주로 차량 주차시 전진 및 후진을 위한 시야 확보용으로만 사용될 뿐 주행중에는 특별한 기능을 제공하지 못하며 특히 좌우측의 사각지대에 대한 시야를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 차량의 주행중에는 주변 차량에 대한 위치 또는 거리를 확인할 필요가 있으며 차선을 변경하고자 하는 경우 옆 차선에 주행 차량이 있는지 확인하고 차선을 변경하는데 주변 차량의 상태를 정확하게 확인하지 못한 상태에서 차선 변경을 하는 경우 자칫 사고를 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 무선통신 기술을 이용하여 시야사각지대 및 장애물 뒤편의 주변 차량을 감지하고 주변 차량의 주행방향을 예측하여 실제 도로화면과 동일한 화면상에 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 표시하도록 하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템은, 무선신호를 발생시키는 복수개의 무선신호 발신부와, 주변차량으로부터 발생된 무선신호를 수신하는 복수개의 무선신호 수신부와, 수신된 무선신호의 세기에 따라 주변차량과의 거리를 산출하는 주변차량 거리 산출부와, 상기 복수개의 무선신호 수신부 간의 거리와 상기 산출된 주변차량과의 거리를 이용하여 상기 주변차량의 위치를 추정하는 주변차량 위치 추정부와, 상기 주변차량의 위치를 이용하여 상기 주변차량의 시간당 이동거리로부터 상기 주변차량의 주행속도를 추정하는 주변차량 주행속도 추정부와, 상기 주변차량의 위치를 이용하여 상기 주변차량의 주행방향을 추정하는 주변차량 주행방향 추정부와, 차선정보를 갖는 화면 데이터에 자차를 기준으로 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 표시한 주변화면을 표시하는 주변차량 화면 표시부를 포함한다.
또한, 상기 주변차량 화면 표시부는, 차량의 주변을 촬영하고 촬영된 영상데이터로부터 차선정보를 추출하여 상기 차선정보를 토대로 도로화면을 구성한 후 상기 도로화면상에 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 자차 주변에 배치시켜 주변화면을 구성하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주변차량 화면 표시부는, 차량 주변을 촬영하는 영상검출부와, 상기 영상검출부로부터 촬영된 영상 데이터로부터 상기 차선정보를 추출하여 도로화면을 구성하고 상기 도로화면상에 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 자차 주변에 배치시켜 화면을 구성하는 화면구성부와, 상기 화면구성부에 의해 구성된 주변화면을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주변차량 화면 표시부는, 네비게이션 맵데이터 또는 GPS를 이용한 도로정보를 이용한 도로 화면상에 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 자차 주변에 배치시켜 주변화면을 구성하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주변차량 화면 표시부는, 화면을 이원화하여, 상기 주변화면을 상기 화면의 일측에 표시하고, 길안내 화면을 상기 화면의 타측에 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 방법은, 무선통신을 통해 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 추정하는 과정과, 차량의 주변을 촬영하여, 촬영된 영상데이터로부터 차선정보를 추출하는 과정과, 상기 차선정보를 이용하여 도로화면을 구성한 후, 상기 주변차량을 상기 주변차량의 위치 및 주행방향에 따라 자차를 기준으로 배치하여 주변화면을 구성하는 과정과, 상기 구성된 주변화면을 표시하는 과정을 포함한다.
또한, 상기 차선정보는 차선형태, 너비, 곡률, 횡방향 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성된 주변화면을 표시하는 과정은, 표시부의 화면을 이원화하여, 상기 주변화면을 상기 표시부의 일측에 표시하고, 길안내 화면을 상기 표시부의 타측에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명은 무선통신 기술을 이용하여 시야사각지대 및 장애물 뒤편의 주변 차량을 감지하고 주변 차량의 주행방향을 예측하여 실제 도로화면과 동일한 화면상에 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 표시하여, 운전자가 주행중에 편안하게 주변상황을 확인하고 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 무선신호 발신부를 차량에 장착한 예시도.
도 3는 도 1의 무선신호 수신부를 차량에 장착한 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 방법을 나타내는 순서도.
도 5는 도 4에서 주변차량과의 거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 4에서 주변차량의 위치 및 주행방향을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 장애물에 의한 시야 사각지대의 주변차량을 감지하는 예를 설명하기 위한 도면.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 주변 차량을 화면에 표시하는 방법을 나타내는 순서도.
도 9 및 도 10은 주변 차량을 화면에 표시한 실시예를 나타내는 도면.
도 11은 도 9 및 도 10에 주변차량의 주행방향을 구체적으로 표시하는 예를 나타내는 도면.
이하, 본 발명에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템은, 무선신호 발신부(100), 무선신호 수신부(200), 주변차량 거리 산출부(300), 주변차량 위치 추정부(400), 주변차량 주행속도 추정부(500), 주변차량 주행방향 추정부(600) 및 주변차량 화면 표시부(700)를 포함한다.
무선신호 발신부(100)는 무선신호를 발신한다. 이때, 무선신호 발신부(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 차량의 좌측 앞바퀴 상단(111), 양쪽 뒷바퀴 상단(112, 113)에 각각 설치되어, 각 무선신호 발신부(111~113)끼리 선을 이으면 직각삼각형이 되도록 한다. 다만, 각 무선신호 발신부(111~113)의 설치 위치가 도 2와 같이 국한되는 것이 아니다.
무선신호 수신부(200)는 주변 차량으로부터 발신된 무선신호를 수신한다. 이때, 무선신호 수신부(200)는 도 3에 도시한 바와 같이, 차량의 좌측 앞바퀴 상단(211) 및 좌측 뒷바퀴 상단(212)에 각각 설치된다. 이때, 무선신호 수신부(200)의 설치 위치는 변경될 수 있다. 이때, 무선신호 발신부(100)와 무선신호 수신부(200)간에 미리 정해진 프로토콜을 가진 신호를 송수신하는 것이 바람직하다.
주변차량 거리 산출부(300)는 무선신호 수신부(200)가 주변차량으로부터 수신한 무선신호의 세기를 측정하여, 수신한 무선신호의 세기에 따라 주변차량과의 거리를 산출한다. 여기서, 자차의 무선신호 수신부(211, 212)간의 간격은 고정된 값이고(차량 길이이므로), 주변차량 거리 산출부(300)는 각 무선신호 수신부(211, 212)와 발신지 사이의 거리를 각각 산출한다.
이때, 무선신호의 세기를 측정하여 거리를 산출하는 기술인 RSSI(Received Signal Strength Indication)는 무선신호의 세기에 따라 신호를 0~255의 1바이트값으로 표현하여, 세기에 따른 신호값에 따라 발신지로부터의 거리를 판단할 수 있다.
주변차량 위치 추정부(400)는 주변차량 거리 산출부(300)로부터 산출된 발신지마다의 상대적 거리를 이용하여 각 발신지의 위치를 추정한다. 이때, 도 5를 참조하면, 주변위치 추정부(400)는 세변의 길이를 알면 삼각형을 형성할 수 있으므로 자차의 무선신호 수신부(A, B)간의 간격과 주변차량 거리 산출부(300)로부터 산출된 각 무선신호 수신부(211, 212)와 발신지 사이의 거리(3m, 4m)를 이용하여 자차를 기준으로 우측 및 좌측의 발신지(C, D)의 위치를 추정할 수 있게 된다. 이때, 각 발신지의 위치는 자차의 위치를 기준으로 좌표로 나타내는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하여 위치 추정방법을 더 구체적으로 설명하면, 주변차량 위치 추정부(400)는 자차의 무선신호 수신부(A,B)간의 간격을 기준으로 우측 및 좌측으로 각각의 발신지(E, F, G, H, J, I)를 추정하게 되는데, 우측의 발신지(E, F, G)끼리 선을 그어 직각삼각형을 형성하고, 좌측의 발신지(H, J, I)끼리 선을 그어 직각삼각형을 형성한 후, 각 직각 삼각형 내의 직각의 위치가 오른쪽에 있는지 왼쪽에 있는지를 확인하여, 왼쪽에 있는 경우를 실제 발신지라고 판단한다.
도 6은 차량의 좌측 앞바퀴 상단 및 양쪽 뒷바퀴 상단에 무선신호 송신기(111~113)를 설치한 경우의 위치 추정방법의 예이고, 무선신호 송신기(111~113)의 위치에 따라 직각삼각형의 모양이 달라질 수 있으므로 그에 따라 판단방법도 달리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
주변차량 주행속도 추정부(500)는 주변차량 위치 추정부(400)로부터 추정된 위치를 이용하여 일정시간 동안 해당 차량의 이동 거리 및 이동시간을 이용하여 주행속도를 추정한다.
주변차량 주행방향 추정부(600)는 주변차량 위치 주정부(400)로부터 발신지의 위치를 이용하여 도 6과 같이, 직각삼각형을 만들었을 때, 직각삼각형의 직각의 좌측의 꼭지점 방향(E)을 차량이 주행하는 방향으로 판단한다.
주변차량 화면 표시부(700)는 카메라 등을 통해 획득된 차량 주변 영상으로부터 차선정보(차선형태, 너비, 곡률, 횡방향 위치 등)를 추출하여 실제 도로와 유사한 화면을 구성한 후, 그 화면상에 자차 및 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 토대로 주변차량을 그림, 사진 또는 아이콘 형태로 표시하여 주변화면을 구성한다. 또한, 주변차량 화면 표시부(700)는 네비게이션의 맵데이터 또는 GPS를 이용한 도로정보를 이용하여 도로화면을 구성한 후, 구성된 도로화면상에 자차 및 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 토대로 주변차량을 그림, 사진 또는 아이콘 형태로 표시하여 주변화면을 구성할 수 있다.
이를 위해, 주변차량 화면 표시부(700)는 영상검출부(710), 화면구성부(720) 및 표시부(730)를 구비한다.
영상검출부(710)는 차량 전방에 설치되는 카메라를 이용하여 차량전방을 촬영하고 그 촬영된 영상 데이터를 화면 구성부(720)로 전달한다.
화면구성부(720)는 촬영된 영상데이터로부터 차선정보(차선형태, 너비, 곡률, 횡방향 위치등)를 추출하여 실제 도로와 유사한 도로화면을 구성한 후, 도로화면상에 자차를 기준으로 주변차량의 위치 및 주행방향에 따라 주변차량을 표시하여 주변화면을 구성한다. 이때, 화면구성부(720)는 주변화면 상에 주변차량의 주행속도 및 주행방향을 숫자, 화살표, 차량의 색깔 등으로 표시할 수 있다.
표시부(730)는 화면구성부(720)에 의해 구성된 주변화면을 화면에 표시한다. 이때, 표시부(730)는 네비게이션 디스플레이부 등 영상을 표시할 수 있는 모든 장치를 포함한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 차량의 주변차량 거리 산출부(300)는 주행중에 무선신호가 수신되었는지를 판단하여(S101), 무선신호가 수신되면 주변차량 거리 산출부(300)가 수신된 각 무선신호의 세기를 측정하여 무선신호의 발신지와의 상대적인 거리를 산출한다(S102).
이에, 주변차량 위치 추정부(400)는 무선신호 수신부(211, 212)의 위치와 산출된 거리를 이용하여 도 6과 같이 발신지의 위치를 산출하고(S103), 복수의 발신지끼리 선을 이어 삼각형(EFG, HJI)을 형성한다(S104).
이에, 대칭되는 두 개의 삼각형의 내각 판별을 통해 실제 발신지를 판별한다. 즉, 삼각형 내의 직각의 위치에 따라 실제 발신지를 판별한다(S105). 이때, 무선신호 발신부(111~113)가 차량의 왼쪽 앞바퀴 상단 및 양쪽 뒷바퀴 상단에 위치한다고 가정할 때, 삼각형내의 직각이 좌측 뒷바퀴측에 존재하게 되므로 삼각형내의 직각이 우측 뒷바퀴측에 존재하는 삼각형(HJI)은 가상의 발신지가 되고 우측의 삼각형(EFG)가 실제 차량의 위치가 된다.
그 후, 주변차량 주행속도 추정부(500)는 일정시간 동안 해당 차량의 이동 거리 및 이동시간을 이용하여 주행속도를 추정하고, 삼각형의 직각의 좌측의 꼭지점(E) 방향에 따라 차량의 주행방향을 예측한다(S106).
도 5 및 도 6은 자차를 기준으로 하나의 주변차량을 예로 주행방향, 위치, 주행속도를 추정하는 예를 개시하고 있으나, 이는 자차를 기준으로 복수개의 주변차량의 주행방향, 위치, 주행속도를 모두 추정할 수 있으며, 각 주변차량의 예측된 주행방향을 도 11과 같이 표시부(700)의 화면상에 표시하여 줌으로써 운전자가 확인할 수 있도록 할 수 있다.
이와같이, 본원발명의 송수신된 무선신호의 세기에 따라 주변 차량을 감지하는 기술은 도 7과 같이, 자차(810)와 주변차량(820) 사이에 장애물(800)이 존재하더라도 무선신호의 송수신이 가능하므로 감지가 가능하여 주변차량 감지 효율을 높일 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 주변차량을 화면에 표시하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 4와 같은 방법으로 무선통신을 이용하여 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 추정한 후(S201), 차량의 영상검출부(710)가 차량 주변을 촬영하여 영상 데이터를 획득하여 화면구성부(720)로 전달한다(S202).
이에, 화면구성부(720)는 획득한 영상데이터로부터 차선정보(차선형태, 너비, 곡률, 횡방향 위치 등)를 추출하고(S203), 추출된 차선정보를 이용하여 실제 도로와 유사한 도로화면을 구성한다(S204).
이어, 화면구성부(720)는 실제 도로와 유사한 도로화면 상에 주변차량의 위치 및 주행방향에 따라 자차를 기준으로 주변차량을 배치한 주변화면을 구성한다(S205).
이에, 표시부(730)는 화면구성부(720)에 의해 구성된 주변화면을 화면상에 표시한다(S206). 이때, 표시부(730)는 도 9와 같이 차량 센터페시아 상단 화면에 구비되어 주변화면을 표시하거나, 도 10과 같이, 화면을 이원화시켜 좌측에는 자차 및 주변차량이 표시된 주변화면(731)을 표시하고 우측에는 도로 및 주변시설물을 표시한 길안내 화면(732)을 표시하도록 할 수도 있다.
또한, 주변차량 화면 표시부(700)는 주변차량(820)의 주행방향 및 주행속도에 따라 자차(810)와 충돌 가능성이 있는 주변차량(820)을 빨간색 등으로 주변화면(731)상에 표시하여 운전자가 위험을 인지할 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 주변차량 화면 표시부(700)는 도 11과 같이 모든 주변 차량의 주행방향을 화면에 표시할 수도 있다.
100, 111, 112, 113 : 무선신호 발신부
200, 211, 212, 213 : 무선신호 수신부
300 : 주변차량 거리 산출부
400 : 주변차량 위치 추정부
500 : 주변차량 주행속도 추정부
600 : 주변차량 주행방향 추정부
700 : 주변차량 화면 표시부
710 : 영상검출부
720 : 화면 구성부
730 : 표시부
800 : 장애물
810 : 자차
820 : 주변차량

Claims (8)

  1. 무선신호를 발생시키는 복수개의 무선신호 발신부;
    주변차량으로부터 발생된 무선신호를 수신하는 복수개의 무선신호 수신부;
    수신된 무선신호의 세기에 따라 주변차량과의 거리를 산출하는 주변차량 거리 산출부;
    상기 복수개의 무선신호 수신부 간의 거리와 상기 산출된 주변차량과의 거리를 이용하여 상기 주변차량의 위치를 추정하는 주변차량 위치 추정부;
    상기 주변차량의 위치를 이용하여 상기 주변차량의 시간당 이동거리로부터 상기 주변차량의 주행속도를 추정하는 주변차량 주행속도 추정부;
    상기 주변차량의 위치를 이용하여 상기 주변차량의 주행방향을 추정하는 주변차량 주행방향 추정부; 및
    차선정보를 갖는 화면 데이터에 자차를 기준으로 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 표시한 주변화면을 표시하는 주변차량 화면 표시부를 포함하되,
    상기 주변차량 화면 표시부는,
    차량의 주변을 촬영하고 촬영된 영상데이터로부터 차선정보를 추출하여 상기 차선정보를 토대로 도로화면을 구성한 후 상기 도로화면상에 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 자차 주변에 배치시켜 주변화면을 구성하여 표시하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주변차량 화면 표시부는,
    차량 주변을 촬영하는 영상검출부;
    상기 영상검출부로부터 촬영된 영상 데이터로부터 상기 차선정보를 추출하여 도로화면을 구성하고 상기 도로화면상에 상기 주변차량의 위치, 주행방향에 따라 상기 주변차량을 자차 주변에 배치시켜 화면을 구성하는 화면구성부; 및
    상기 화면구성부에 의해 구성된 주변화면을 표시하는 표시부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주변차량 화면 표시부는,
    화면을 이원화하여, 상기 주변화면을 상기 화면의 일측에 표시하고, 길안내 화면을 상기 화면의 타측에 표시하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 시스템.
  6. 무선통신을 통해 주변차량의 위치, 주행속도 및 주행방향을 추정하는 과정;
    차량의 주변을 촬영하여, 촬영된 영상데이터로부터 차선정보를 추출하는 과정;
    상기 차선정보를 이용하여 도로화면을 구성한 후, 상기 주변차량을 상기 주변차량의 위치 및 주행방향에 따라 자차를 기준으로 배치하여 주변화면을 구성하는 과정; 및
    상기 구성된 주변화면을 표시하는 과정
    을 포함하는 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차선정보는 차선형태, 너비, 곡률, 횡방향 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 구성된 주변화면을 표시하는 과정은,
    표시부의 화면을 이원화하여, 상기 주변화면을 상기 표시부의 일측에 표시하고, 길안내 화면을 상기 표시부의 타측에 표시하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 주변 차량 화면 표시 방법.
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