KR101338791B1 - Apparatus for driving wiper of vehicle using driver gaze and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 시선 추적 기술을 이용하여 운전자의 눈을 추적하여 운전자의 눈이 윈드쉴드를 보게 되는 경우(운전자의 시선 초점이 윈드쉴드에 맺히는 경우), 차량의 와이퍼를 구동시키는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a wiper driving apparatus for a vehicle using the driver's eyes and a method thereof, and more particularly, to track a driver's eyes using a three-dimensional gaze tracking technology so that the driver's eyes see a windshield (the driver Is focused on the windshield), the technique of driving the wiper of the vehicle.
비나 눈의 양은 시간과 차량의 속도에 따라 불규칙적으로 변하기 때문에 윈드쉴드 와이퍼 시스템으로 충분한 시야를 확보하기 위해서는 운전자가 와이퍼의 속도와 작동 주기를 수시로 변경해야 한다. 이는 운전자의 신경을 분산시키고 부주의한 운전을 유발시켜 교통 사고의 직접적인 원인이 된다.The amount of rain or snow fluctuates over time and the speed of the vehicle, so the windshield wiper system requires the driver to change the speed and frequency of operation of the wiper from time to time. This disperses the driver's nerves and causes inadvertent driving, which is a direct cause of traffic accidents.
이에, 비나 눈의 양에 따라 자동으로 와이퍼의 속도와 작동 주기를 조절해 주는 지능형 스마트 와이퍼 시스템(intelligent smart wiper system)이 개발되었다.Thus, an intelligent smart wiper system has been developed that automatically adjusts the wiper speed and cycle according to the amount of rain or snow.
이러한 지능형 스마트 와이퍼 시스템은 비의 양을 감지하기 위해 매질에 따라 빛의 반사율이 다른 원리를 이용한 광학식 레인 센서(optical rain sensor)를 구비한다. 즉, 광학식 레인 센서는 마른 윈드쉴드인 경우의 빛의 반사 각도와 젖은 윈드쉴드인 경우의 반사각도가 달라 특정 지점에 들어오는 빛의 양이 달라진다는 원리를 이용하여 비를 감지한다.The intelligent smart wiper system is equipped with an optical rain sensor using a principle that the light reflectance is different depending on the medium to detect the amount of rain. That is, the optical rain sensor detects rain using the principle that the light reflection angle in the dry windshield and the reflection angle in the wet windshield are different so that the amount of light entering a specific point is different.
그러나, 현재 차량에 적용되고 있는 강우량 측정 방식은 윈드쉴드의 안쪽에 광학식 레인 센서가 부착되는 접촉식 방식이 주를 이루고 있는데, 이러한 센싱 방식은 상대적으로 폭 1cm 이하의 좁은 영역에서 수분 레벨과 강도만을 측정할 수 있다는 한계 때문에, 국부적인 외란에 의하여 불규칙하게 변하는 강우 상태를 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있다.
However, the rainfall measurement method currently applied to the vehicle mainly consists of a contact method in which an optical rain sensor is attached to the inside of the windshield. This sensing method has only a moisture level and strength in a narrow area of less than 1 cm in width. Due to the limitations that can be measured, there is a problem that it is difficult to accurately grasp rainfall conditions that change irregularly due to local disturbance.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 3차원 시선 추적 기술을 이용하여 운전자의 눈을 추적하여 운전자의 시선 초점이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우에 와이퍼를 구동시킴으로써, 강우량이나 강설량에 적응적으로 와이퍼를 동작시켜 운전자의 시야를 충분히 확보할 수 있는, 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention tracks the driver's eyes using the three-dimensional gaze tracking technology to drive the wiper when the driver's gaze focus on the windshield of the vehicle, the amount of rainfall or snowfall It is an object of the present invention to provide a wiper driving apparatus for a vehicle using the driver's gaze and a method thereof, which can sufficiently secure a driver's vision by operating the wiper adaptively.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치에 있어서, 운전자의 시선을 추적하는 시선 추적부; 상기 시선 추적부가 추적한 운전자의 시선이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우에 와이퍼를 구동하도록 와이퍼 구동부를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어하에 와이퍼를 구동시키는 상기 와이퍼 구동부를 포함한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object, the wiper driving apparatus of the vehicle using the driver's eyes, the eye tracking unit for tracking the eyes of the driver; A controller configured to control the wiper driver to drive the wiper when the driver's gaze tracked by the gaze tracker is connected to the windshield of the vehicle; And the wiper driver for driving the wiper under the control of the controller.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 방법에 있어서, 시선 추적부가 운전자의 시선을 추적하는 단계; 상기 시선 추적부가 추적한 운전자의 시선이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우에 와이퍼 구동부를 제어하는 단계; 및 상기 와이퍼 구동부가 와이퍼를 구동시키는 단계를 포함한다.
In addition, the method of the present invention for achieving the above object, In the vehicle wiper driving method using the driver's gaze, the eye tracking unit tracks the driver's gaze; Controlling the wiper driver when the driver's gaze tracked by the gaze tracker is in contact with the windshield of the vehicle; And driving the wiper by the wiper driver.
상기와 같은 본 발명은, 3차원 시선 추적 기술을 이용하여 운전자의 눈을 추적하여 운전자의 시선 초점이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우에 와이퍼를 구동시킴으로써, 강우량이나 강설량에 적응적으로 와이퍼를 동작시켜 운전자의 시야를 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.
The present invention as described above, by using the three-dimensional gaze tracking technology to track the driver's eyes to drive the wiper when the driver's gaze focus on the windshield of the vehicle, by operating the wiper adaptively to rainfall or snowfall There is an effect that can fully secure the driver's field of view.
도 1 은 본 발명에 따른 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a vehicle wiper driving apparatus using a driver's gaze according to the present invention;
2 is a flowchart illustrating a wiper driving method of a vehicle using a driver's gaze according to the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치에 대한 일실시예 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a vehicle wiper driving apparatus using a driver's eye according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치는, 시선 추적부(10), 제어부(20), 및 와이퍼 구동부(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the wiper driving apparatus for a vehicle using the driver's gaze according to the present invention includes a
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 시선 추적부(10)는 3차원 시선 추적 기술을 이용하여 운전자의 시선을 추적한다. 즉, 시선 추적부(10)는 운전자의 시선 방향은 물론 시선 초점까지 추적하여 운전자가 무엇을 응시하고 있는지 파악할 수 있도록 한다.Looking at each of the components, first, the
여기서, 3차원 시선 추적 기술은 깊이 방향(원근)을 포함하는 시선 추적 기술로서, 모니터와 같은 평면상의 시선 위치뿐만 아니라, 사용자의 눈으로부터 얼마나 멀리 떨어진 물체를 응시하는지도 함께 파악함으로써, 즉 시선 위치의 원근도 파악함으로써, 2차원 좌표(X, Y)로 표현하는 시선의 위치가 아닌 3차원 좌표(X, Y, Z)로 표현 가능한 시선의 위치를 파악하는 기술을 의미한다.Here, the three-dimensional gaze tracking technology is a gaze tracking technology including a depth direction (perspective), and not only a gaze position on a plane such as a monitor, but also by looking at an object staring at how far away from the user's eyes, that is, gaze position. By grasping the perspective of, it means a technique of identifying the position of the gaze that can be expressed by the three-dimensional coordinates (X, Y, Z), rather than the position of the gaze that is expressed by the two-dimensional coordinates (X, Y).
일실시예로, 시선 추적부(10)는 적어도 3차원 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이기, 상기 디스플레이기 양측에 정렬된 두 개의 광원, 상기 3차원 영상을 주시하는 사용자의 양안 영상-상기 양안 영상은 상기 광원에 의해 형성된 반사점들과 상기 양안 내 두 동공의 영상을 포함-을 획득하기 위한 영상 획득기, 상기 영상 획득기로부터 입력되는 상기 반사점과 상기 두 동공의 영상으로부터 시선 방향과 시선 깊이를 산출하기 위한 제1 신호처리기, 및 상기 산출된 시선 방향 및 상기 시선 깊이로부터 상기 3차원 영상 내 사용자가 주시하는 지점의 시선을 추적하기 위한 제2 신호처리기를 포함할 수 있다.In one embodiment, the eye
다음으로, 제어부(20)는 시선 추적부(10)에서 추적한 운전자의 시선 방향 및 초점이 윈드쉴드에 맺히는 경우, 와이퍼를 구동하도록 와이퍼 구동부(30)를 제어한다.Next, the
이때, 제어부(30)는 시선 추적부(10)에서 추적한 운전자의 시선 방향 및 초점이 윈드쉴드에 맺히는 경우, 와이퍼를 1회 구동하도록 와이퍼 구동부(30)를 제어할 수도 있고, 시선 추적부(10)에서 추적한 운전자의 시선 방향 및 초점이 윈드쉴드에 맺히는 동안, 와이퍼를 계속해서 구동하도록 와이퍼 구동부(30)를 제어할 수도 있다.In this case, the
아울러, 제어부(20)는 현재 차량에 적용되어 있는 수동 와이퍼 구동 방식 및 자동 와이퍼 구동 방식과 연동하여 와이퍼 구동부(30)를 제어할 수 있다.In addition, the
즉, 운전자의 조작에 의해 와이퍼를 구동시키는 수동 와이퍼 구동 방식은 운전자가 윈드쉴드에 맺히는 강우량 또는 강설량을 눈으로 판단한 후 와이퍼의 구동 주기를 적절히 조절하는 방식이다.That is, the manual wiper driving method of driving the wiper by the driver's operation is a method of appropriately adjusting the driving period of the wiper after the driver visually determines the amount of rainfall or snowfall formed on the windshield.
이러한 수동 와이퍼 구동 방식과 연동시, 와이퍼의 구동 주기에 비해 윈드쉴드에 맺히는 강우량 또는 강설량이 많은 경우, 윈드쉴드가 불투명해져 운전자의 눈은 자연스레 윈드쉴드를 보게 된다. 이때, 제어부(20)는 와이퍼의 구동 주기가 도래하지 않았음에도 불구하고, 수동 와이퍼 구동 방식의 구동 주기와 별개로 와이퍼를 구동시켜 수동 와이퍼 구동 방식을 보완하는 역할을 수행할 수도 있다.When interlocked with the manual wiper driving method, if the amount of rainfall or snowfall on the windshield is higher than the driving period of the wiper, the windshield becomes opaque and the driver's eyes naturally see the windshield. In this case, although the driving period of the wiper does not arrive, the
또한, 자동 와이퍼 구동 방식은 센서를 통해 감지한 강우량에 비례하도록 와이퍼를 구동시키는 방식이다.In addition, the automatic wiper driving method drives the wiper to be proportional to the rainfall detected by the sensor.
이러한 자동 와이퍼 구동 방식과 연동시, 센서를 통해 감지되는 강우량이 실제 윈드쉴드에 맺히는 강우량보다 적은 경우, 윈드쉴드가 불투명해져 운전자의 눈은 자연스레 윈드쉴드를 보게 된다. 이때, 제어부(20)는 와이퍼의 구동 주기가 도래하지 않았음에도 불구하고, 자동 와이퍼 구동 방식의 구동 주기와 별개로 와이퍼를 구동시켜 자동 와이퍼 구동 방식을 보완하는 역할을 수행할 수도 있다.In conjunction with this automatic wiper driving method, if the amount of rainfall detected by the sensor is less than the amount of rain that actually forms on the windshield, the windshield becomes opaque and the driver's eyes naturally see the windshield. In this case, although the driving period of the wiper does not arrive, the
본 발명은 밝은 날에는 차량의 윈드쉴드가 투명하기 때문에 운전자는 윈드쉴드 바깥의 전방을 보게 되지만, 윈드쉴드에 눈이 쌓이거나 빗물이 맺힌 경우에는 운전자의 눈이 윈드쉴드를 보게 되는 원리를 이용한다.The present invention uses the principle that the driver's eyes see the windshield when the driver sees the outside of the windshield on a bright day because the windshield of the vehicle is transparent, but when snow or snow is accumulated on the windshield.
다음으로, 와이퍼 구동부(30)는 제어부(20)의 제어하에 와이퍼를 구동시킨다.Next, the
도 2 는 본 발명에 따른 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a wiper driving method of a vehicle using a driver's gaze according to the present invention.
먼저, 시선 추적부(10)가 운전자의 시선을 추적한다(201). 일예로, 시선 추적부(10)의 동작은 수동/자동 방식의 와이퍼 구동시 개시될 수 있다.First, the
이후, 시선 추적부(10)가 추적한 운전자의 시선이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우, 제어부(20)가 와이퍼 구동부(30)를 제어한다(202).Thereafter, when the driver's gaze tracked by the
이후, 제어부(20)의 제어하에 와이퍼 구동부(30)가 와이퍼를 구동시킨다.Thereafter, the
이러한 과정을 통해 강우량이나 강설량에 적응적으로 와이퍼를 동작시켜 운전자의 시야를 충분히 확보할 수 있다.Through this process, the wiper can be operated adaptively to the amount of rainfall or snowfall to secure the driver's view.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.Meanwhile, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily deduced by a computer programmer in the field. In addition, the created program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and is read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.
10 : 시선 추적부 20 : 제어부
30 : 와이퍼 구동부10: eye tracking unit 20: control unit
30: wiper drive
Claims (6)
상기 시선 추적부가 추적한 운전자의 시선이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우에 와이퍼를 구동하도록 와이퍼 구동부를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어하에 와이퍼를 구동시키는 상기 와이퍼 구동부
를 포함하는 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치.
A gaze tracking unit for tracking a driver's gaze;
A controller configured to control the wiper driver to drive the wiper when the driver's gaze tracked by the gaze tracker is connected to the windshield of the vehicle; And
The wiper driver for driving the wiper under the control of the controller
The wiper driving device of the vehicle using the driver's eyes including a.
상기 와이퍼 구동부는,
상기 제어부의 제어하에, 수동 와이퍼 구동 방식 또는 자동 와이퍼 구동 방식과 연동하여 상기 와이퍼를 구동시키는 것을 특징으로 하는 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치.
The method of claim 1,
The wiper drive unit,
Under the control of the control unit, the wiper driving apparatus of the vehicle using the driver's eyes, characterized in that for driving the wiper in conjunction with a manual wiper driving method or an automatic wiper driving method.
상기 제어부는,
상기 시선 추적부가 추적한 운전자의 시선이 윈드쉴드에 맺히는 경우, 와이퍼를 1회 구동하도록 상기 와이퍼 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The control unit,
And the driver's gaze tracker controls the wiper driver to drive the wiper once when the driver's gaze tracked by the gaze tracker is in the windshield.
상기 시선 추적부가 추적한 운전자의 시선이 차량의 윈드쉴드에 맺히는 경우에 와이퍼 구동부를 제어하는 단계; 및
상기 와이퍼 구동부가 와이퍼를 구동시키는 단계
를 포함하는 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 방법.
A gaze tracking unit tracking a gaze of a driver;
Controlling the wiper driver when the driver's gaze tracked by the gaze tracker is in contact with the windshield of the vehicle; And
Driving the wiper by the wiper driver;
The wiper driving method of the vehicle using the driver's eyes including a.
상기 와이퍼 구동부 제어단계는,
수동 와이퍼 구동 방식 또는 자동 와이퍼 구동 방식과 연동하여 상기 와이퍼를 구동시키도록 상기 와이퍼 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 방법.
5. The method of claim 4,
The wiper drive control step,
And controlling the wiper driver to drive the wiper in conjunction with a manual wiper driving method or an automatic wiper driving method.
상기 와이퍼 구동단계는,
상기 시선 추적부가 추적한 운전자의 시선이 윈드쉴드에 맺히는 경우, 와이퍼를 1회 구동하는 것을 특징으로 하는 운전자의 시선을 이용한 차량의 와이퍼 구동 방법.
The method according to claim 4 or 5,
The wiper driving step,
When the driver's eye tracked by the eye tracking unit is in contact with the windshield, the wiper is driven once.
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