KR101357238B1 - 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 후방 카메라에서 촬영된 영상정보에서 주차 라인을 인식하는 주차 라인 인식부, 주차 라인 인식부에서 인식된 주차 라인의 꼭지점 좌표를 추출하는 좌표 추출부, 좌표 추출부에서 추출된 꼭지점 좌표와 기준 좌표간의 거리를 계산하는 거리 계산부, 후방 카메라의 위치를 이동시키는 액추에이터 및 거리 계산부에서 계산된 꼭지점 좌표와 기준 좌표의 거리에 따라 액추에이터를 통해 꼭지점 좌표와 기준 좌표를 일치시켜 후방 카메라의 위치를 조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING POSITION OF REAR VIEW CAMERA AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 후방 카메라에서 촬영되는 주차 라인의 좌표를 기반으로 후방 카메라의 위치를 조정하는 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에 설치되는 후방 카메라는 차량의 후진 주행 또는 후진 주차시에 운전자에게 모니터를 통하여 차량 후방의 시계를 확보해줌으로써, 보다 안전한 후진 주행 및 후진 주차가 이루어질 수 있도록 한다.
일반적으로, 후방 카메라는 가니쉬, 번호판, 트렁크 및 앰블럼, 스포일러, 범퍼 등에 매립 또는 부착하는 형태로 설치되고, 통상 자동차의 후방 일측에 후방 카메라가 그 렌즈 부분이 외부로 노출되도록 고정 장착되어 있다.
이러한 후방 카메라에서 촬영되는 영상은 운전석의 AV시스템(Audio Video System)의 디스플레이 기기에 출력됨으로써, 운전자는 차량의 후진 주행시 또는 후진 주차시에 모니터에 디스플레이되는 영상을 통해 후방의 상태를 확인할 수 있게 된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개공보 10-2003-0017772호(2003.03.04)에 개시되어 있다.
종래의 후방 카메라는 상기한 바와 같이, 차량의 다양한 위치에 설치되어 후방의 영상 정보를 제공하고 있으나, 후방 카메라의 위치 변경으로 인해 광축이 틀어져 정확한 지점의 영상 정보를 제공하지 못하는 경우가 발생한다.
이와 같이, 광축이 틀어지는 원인으로는 앰블럼 개방향이나 액추에이터의 구동에 따른 카메라 동작, 내부 수하물에 의한 지속적인 충격이나, 연결부품과의 마찰, 온도, 외부 충격, 조립 불량, 차량 주행 진동 등이 있다.
따라서, 후방 카메라의 위치를 조정할 필요성이 있다.
본 발명은 전술한 필요성에 따라 창안된 것으로서, 후방 카메라에서 촬영된 영상 정보를 기반으로 후방 카메라의 위치를 상하좌우 방향으로 조정함으로써, 운전자에게 정확한 차량 후방의 영상 정보를 제공할 수 있도록 한 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치는 차량의 후방 카메라에서 촬영된 영상정보에서 주차 라인을 인식하는 주차 라인 인식부; 상기 주차 라인 인식부에서 인식된 상기 주차 라인의 꼭지점 좌표를 추출하는 좌표 추출부; 상기 좌표 추출부에서 추출된 상기 꼭지점 좌표와 기준 좌표간의 거리를 계산하는 거리 계산부; 상기 후방 카메라의 위치를 이동시키는 액추에이터; 및 상기 거리 계산부에서 계산된 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리에 따라 상기 액추에이터를 통해 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표를 일치시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기준 좌표는 화면의 화소 좌표인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 후방 카메라를 이동시킬 때마다 상기 거리 계산부에서 계산된 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리를 비교하여 상기 후방 카메라를 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리가 가까워지는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기준 좌표는 기 설정된 주차 안내선의 꼭지점 좌표로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 지면에 배치되어 상기 차량을 지정 위치로 안내하는 차량 위치 안내부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 방법은 차량의 후방 카메라에서 촬영된 영상정보에서 주차 라인을 인식하는 단계; 상기 주차 라인의 꼭지점 좌표를 추출하는 단계; 상기 꼭지점 좌표와 기준 좌표의 일치 여부를 확인하는 단계; 및 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표가 상이하면, 상기 후방 카메라의 위치를 이동시켜 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표를 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기준 좌표는 화면의 화소 좌표인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 후방 카메라를 이동시킬 때마다 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리를 비교하여 상기 후방 카메라를 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리가 가까워지는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기준 좌표는 기 설정된 주차 안내선의 꼭지점 좌표로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 후방 카메라에서 촬영된 영상 정보를 기반으로 후방 카메라의 위치를 손쉽게 조정할 수 있도록 한다.
본 발명은 후방 카메라의 위치를 조정하여 운전자에게 정확한 영상 정보를 제공할 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 정차 위치를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 정차 위치를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 카메라에서 촬영된 주차 라인과 꼭지점 좌표를 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 영상정보에서 표시되는 주차 안내선과 기준 좌표를 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 카메라의 위치 변경에 따른 꼭지점 좌표의 위치 변화와 좌표 조정 예를 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 방법의 순서도이다.
도 8 은 도 7 의 후방 카메라의 위치 조정 단계의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 정차 위치를 나타낸 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 정차 위치를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 카메라에서 촬영된 주차 라인과 꼭지점 좌표를 도시한 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 영상정보에서 표시되는 주차 안내선과 기준 좌표를 도시한 도면이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 카메라의 위치 변경에 따른 꼭지점 좌표의 위치 변화와 좌표 조정 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치는 위치 조정키(10), 차량 위치 안내부(20), 후방 카메라(30), 디스플레이부(40), 주차 라이인 인식부(50), 좌표 추출부(60), 거리 계산부(70), 액추에이터(80) 및 제어부(90)를 포함한다.
위치 조정키(10)는 차량(C)의 내부에 설치되어 탑승자의 조작에 따라 후방 카메라(30)의 위치를 조정하기 위한 키신호를 입력한다.
차량 위치 안내부(20)는 지면에 설치되어 후방 카메라(30)의 위치를 조정할 수 있는 지정 위치에 주정차될 수 있도록 안내한다.
이러한 차량 위치 안내부(20)는 일 예로, 도 2 와 도 3 에 도시된 바와 같이, 지면에서 돌출되고 후륜이 사이에 끼워질 수 있도록 "ㄷ"자 형태로 설치되며, 주차 박스의 입측에 설치된다. 따라서, 운전자는 차량(C)의 후륜이 차량 위치 안내부(20)의 내측에 닿은 상태가 되도록 주정차한다.
더욱이, 차량 위치 안내부(20)는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 상기한 지정 위치에 차량이 주정차될 수 있도록 안내하는 다양한 장치 등이 포함될 수 있다. 이러한 예로서, 지정 위치에 차량이 위치할 수 있도록 각 바퀴의 위치를 표시하거나 홈을 형성하는 등 다양한 방식이 모두 포함될 수 있을 것이다.
후방 카메라(30)는 차량(C)의 후방을 촬영하여 차량(C) 후방의 영상 정보를 획득한다. 이러한 후방 카메라(30)는 차량(C)이 주차할 수 있도록 지면에 형성된 도 4 에 도시된 바와 같은 주차 라인(100)을 촬영할 수 있도록 배치된다.
디스플레이부(40)는 후방 카메라(30)에 의해 촬영된 영상 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(40)는 차량(C)에 구비된 AV 시스템(Audio Video system)이 채용될 수 있고, 별도의 디스플레이 기기를 구비하는 것도 가능하다. 또한, 후방 카메라(30)에 의해 촬영된 영상 정보에 도 5 에 도시된 바와 같은 기 설정된 주차 안내선(110)을 표시하여 사용자가 손쉽게 주차할 수 있도록 한다.
여기서, 주차 안내선(110)은 탑승객에 의해 임의로 조정될 수 있다. 따라서, 탑승객은 주차 안내선(110)을 자신이 주차하고자 하는 주차 라인(100)과 일치되도록 조정할 수 있다. 더욱이, 주차 안내선(110)은 차량 제작 단계에서, 제작자에 의해 표준 주차 라인(100)과 일치되도록 설정할 수 있다.
주차 라인 인식부(50)는 후방 카메라(30)에서 촬영된 영상 정보에서 주차 박스를 형성하는 주차 라인(100)을 인식한다. 여기서, 주차 라인 인식부(50)는 이미지 색상 분석 등을 통해 이루어지는 바, 기본 바탕 색상과 다른 색상을 가진 블록의 경계선을 기준으로 해당 블록을 형상으로 인식하게 된다.
좌표 추출부(60)는 주차 라인 인식부(50)에서 인식된 주차 라인(100)에서, 꼭지점을 나타내는 꼭지점 좌표(x1',y1')를 추출한다.
꼭지점 좌표(x1',y1')는 도 4 에 도시된 바와 같이, 후방 카메라(30)에 의해 촬영된 주차 라인(100)의 상측 라인(101)과 좌우측 라인(102)이 만나는 지점의 좌표로써, 영상 정보에서 꼭지점을 나타내는 지점의 좌표이다. 따라서, 꼭지점 좌표(x1',y1')는 후방 카메라(30)의 위치 변경에 따른 주차 라인(100)의 변형에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이 경우, 꼭지점 좌표(x1',y1')는 주차 안내선(110)의 꼭지점 개수 등에 따라 다수 개로 설정될 수 있다.
거리 계산부(70)는 상기한 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 계산한다.
기준 좌표(x1,y1)는 도 5 에 도시된 바와 같이, 주차 안내선(110)의 각 상측 라인(111)과 좌우측 라인(102)이 만나는 지점의 좌표로써, 후방 카메라(30)의 위치 변경 전의 기 설정된 주차 안내선(110)의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 일치하는 지점의 화면 좌표이다. 이러한 화면 좌표는 디스플레이부(40)의 화면의 화소에 대한 고유 좌표로써, 주차 라인(100)이 변형되더라도 변경되지 않는다. 이 경우, 기준 좌표(x1,y1)는 주차 안내선(110)의 꼭지점 개수 등에 따라 다수 개로 설정될 수 있다.
여기서, 주차 안내선(110)은 사용자에 의해 임의로 조정되거나, 차량 제작 단계에서 임의로 설정될 수 있다.
그러므로, 기준 좌표(x1,y1)는 설정된 주차 안내선(110)에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 따라서, 표준으로 제공되는 주차 박스의 주차 라인(100)을 기반으로 설정된 기준 좌표(x1,y1)를 그대로 사용하거나, 자신이 주차하고자 하는 주차 박스의 주차 라인(100)과 일치하도록 주차 안내선(110)을 조정한 후, 기준 좌표(x1,y1)를 새로이 설정하여 사용할 수도 있다.
액추에이터(80)는 후방 카메라(30)에 설치되어 후방 카메라(30)를 상하좌우 방향으로 이동시켜 후방 카메라(30)의 위치를 조정한다.
제어부(90)는 차량 위치 안내부(20)에 의해 차량이 적절한 위치에 주정차된 상태에서, 위치 조정키(10)가 입력되면, 거리 계산부(70)에서 계산된 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리에 따라 액추에이터(80)를 제어하여 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)를 일치시킴으로써, 후방 카메라(30)의 위치를 조정한다.
즉, 운전자가 차량(C)을 상기한 차량 위치 안내부(20)에 의해 지정 위치에 주정차한 상태에서, 위치 조정키(10)가 입력되면, 제어부(90)는 위치 조정키(10)의 입력에 따라 후방 카메라(30)를 제어하여 후방을 촬영하도록 한다.
이때, 후방 카메라(30)에 의해 촬영된 영상 정보를 획득하게 된다.
이 경우, 후방 카메라(30)는 후방의 주차 라인(100)을 촬영하게 되는데, 후방 카메라(30)가 외부 충격 등 다양한 원인에 의해 최초 위치에서 변경될 경우, 잘못된 방향을 촬영하기 때문에, 도 6 에 도시된 바와 같이, 주차 라인(100)의 형태가 변형된다.
이때, 꼭지점 좌표(x1',y1')도 변경되는 바, 촬영된 영상 정보를 꼭지점 좌표와 기준 좌표가 모두 포함되는 다수 개 예를 들어, 4개의 구획으로 구분하고, 이들 구획 중 어느 하나에서, 기준 좌표(x1,y1) 및 기준 좌표(x1,y1)와 가장 가까운 꼭지점 좌표(x1',y1')를 선택한다.
이 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)가 일치하도록 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리에 따라 액추에이터(80)를 구동시켜 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)가 일치하도록 한다.
이 경우, 제어부(90)는 후방 카메라(30)를 이동시킬 때마다 거리 계산부(70)에서 계산된 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 비교하여 후방 카메라(30)를 도 6 에 도시된 화살표 방향과 같이, 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리가 가까워지는 방향으로 이동시킨다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 방법을 도 7 과 도 8 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 후방 카메라의 위치 조정 방법의 순서도이고, 도 8 은 도 7 의 후방 카메라의 위치 조정 단계의 순서도이다.
먼저, 운전자는 차량(C)을 차량 위치 안내부(20)를 통해 차량(C)을 지정 위치에 주정차한다.
제어부(90)는 후방 카메라(30)를 제어하여 차량(C)의 후방을 촬영한다. 이때, 차량(C) 후방의 주차 라인(100)을 촬영하게 된다(S10).
한편, 제어부(90)는 위치 조정키(10)가 입력되는지를 확인한다(S20).
제어부(90)는 위치 조정키(10)가 입력되면, 후방 카메라(30)를 제어하여 획득한 영상 정보를 주차 라인 인식부(50)로 입력하도록 제어한다.
주차 라인 인식부(50)는 후방 카메라(30)에 의해 획득한 영상 정보에서 주차 라인(100)을 추출한다(S30).
좌표 추출부(60)는 주차 라인 인식부(50)에서 인식된 주차 라인(100)의 꼭지점 좌표(x1',y1')를 추출한다(S40).
이때, 제어부(90)는 상기한 바와 같은 구획 중에서, 해당 구획 내의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)를 비교하여 일치하지 않으면, 거리 계산부(70)에서 계산된 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 통해 기준 좌표(x1,y1)와 가장 가까운 꼭지점 좌표(x1',y1')를 선택한다(S50).
이후 제어부(90)는 거리 계산부(70)에서 계산된 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 기반으로 액추에이터(80)를 제어하여 후방 카메라(30)의 위치를 조정한다(S60).
즉, 도 8 을 참조하면, 거리 계산부(70)에 의해 기준 좌표(x1,y1)와 꼭지점 좌표(x1',y1')간의 거리가 계산된 상태(S51)에서, 액추에이터(80)를 제어하여 후방 카메라(30)의 위치를 일측 방향으로 이동시킨다(S52).
후방 카메라(30)의 위치가 변화함에 따라, 후방 카메라(30)에서 촬영되는 주차 라인(100)의 형태가 변형되고, 이때, 주차 라인 인식부(50)가 변형된 주차 라인(100)을 인식하여 좌표 추출부(60)가 변형된 주차 라인(100)의 꼭지점 좌표(x1',y1')를 추출한다(S53).
이 경우, 제어부(90)는 변형된 주차 라인(100)의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)가 일치하는지를 판단하고(S54), 판단 결과 변형된 주차 라인(100)의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)가 일치하지 않으면, 거리 계산부(70)를 제어하여 변형된 주차 라인(100)의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)건의 거리를 계산하도록 한다(S55).
제어부(90)는 변형된 주차 라인(100)의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 액추에이터(80) 구동 직전에 계산된, 즉 주차 라인(100) 변형 전의 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 비교하여 거리가 감소하였는지를 판단한다(S56).
판단 결과, 거리가 감소하면, 액추에이터(80)를 제어하여 현재 이동 방향으로 이동시킨다(S57).
이러한 과정에서 거리가 증가하면, 반대방향으로 후방 카메라(30)를 현재 이동 방향과 반대 방향으로 이동(S58)시켜 상기한 과정을 반복한다.
즉, 후방 카메라(30)를 이동시킬 때마다 거리 계산부(70)에서 계산된 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리를 계산하고, 이를 후방 카메라(30) 이동 직전에 계산된 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리와 비교하여 비교 결과에 따라 후방 카메라(30)를 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)간의 거리가 가까워지는 방향으로 이동시키는 과정을 반복함으로써, 꼭지점 좌표(x1',y1')와 기준 좌표(x1,y1)를 일치시키게 된다.
이러한 과정을 통해, 후방 카메라(30)의 위치를 최초 설정된 위치로 보정할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 위치 조정키 20: 차량 위치 안내부
30: 후방 카메라 40: 디스플레이부
50: 주차 라인 인식부 60: 좌표 추출부
70: 거리 계산부 80: 액추에이터
90: 제어부 100: 주차 라인
110: 주차 안내선

Claims (9)

  1. 차량의 후방 카메라에서 촬영된 영상정보에서 주차 라인을 인식하는 주차 라인 인식부;
    상기 주차 라인 인식부에서 인식된 상기 주차 라인의 꼭지점 좌표를 추출하는 좌표 추출부;
    상기 좌표 추출부에서 추출된 상기 꼭지점 좌표와 기준 좌표간의 거리를 계산하는 거리 계산부;
    상기 후방 카메라의 위치를 이동시키는 액추에이터; 및
    상기 거리 계산부에서 계산된 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리에 따라 상기 액추에이터를 통해 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표를 일치시키는 제어부를 포함하되,
    상기 기준 좌표는 화면의 화소 좌표이며, 상기 후방 카메라의 위치 변경 전의 기 설정된 주차 안내선의 꼭지점 좌표와 일치하는 지점의 화면 좌표이며,
    상기 제어부는 상기 후방 카메라를 이동시킬 때마다 상기 거리 계산부에서 계산된 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리를 비교하여 상기 후방 카메라를 상기 꼭지점 좌표와 상기 기준 좌표간의 거리가 가까워지는 방향으로 이동시키며,
    지면에 배치되어 상기 차량을 지정 위치로 안내하는 차량 위치 안내부를 포함하고,
    상기 차량 위치 안내부는 지면에서 돌출되고 후륜이 사이에 끼워질 수 있도록 "ㄷ"자 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 후방 카메라의 위치 조정 장치.
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