KR101453335B1 - 차량용 후방시야의 카메라 시스템 - Google Patents

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KR101453335B1 KR1020130110501A KR20130110501A KR101453335B1 KR 101453335 B1 KR101453335 B1 KR 101453335B1 KR 1020130110501 A KR1020130110501 A KR 1020130110501A KR 20130110501 A KR20130110501 A KR 20130110501A KR 101453335 B1 KR101453335 B1 KR 101453335B1
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Abstract

본 발명의 차량용 사이드 미러에 장착되거나 사이드 미러를 대신하여 장착되는 자동차 카메라와 촬영된 영상이 재생되는 디스플레이부로 포함하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템에 있어서, 상기 카메라로부터 받은 화상데이터를 수평방향으로 운전자에게 가까운 후방시야 기준으로 내측영역, 외측영역, 및 중앙영역으로 분할하여 각각의 영역에 다른 배율로 확대 또는 축소하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 후방시야의 카메라 시스템{REAR-VIEW CAMERA SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량용 후방시야의 카메라 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 차량용 사이드미러에 장착되거나 사이드 미러를 대신하여 장착되는 카메라로 촬영된 영상이 재생되는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 운전자가 좌우 및 후방 도로 상황을 용이하게 파악하여 감시하기 위하여, 좌, 우 프런트 도어 외측 및 차량 내부에는 미러가 장착되며, 미러의 장착 위치에 따라 룸미러, 사이드 미러라고 불린다.
운전자는 전방의 좌, 우측을 주시한 상태에서 사이드 미러를 통해 좌, 우측 후방에서 주행하는 다른 차량의 주행 방향이나 속도 등을 인식할 수 있어, 운전자는 전후방의 차량과 안전거리를 유지할 수 있을 뿐 아니라 후방에서 주행하는 타 차량의 운행을 방해하지 않고 안전하게 추월하거나 차선을 변경할 수 있다.
이러한 사이드 미러는 원래 제작이 용이한 평면 형태의 미러가 구비되었으나, 차량 운전자의 시야 각도를 좀 더 확보하여 운전자의 시야 범위를 크게 하기 위하여 볼록 형태의 미러가 구비되는 사이드 미러가 증가되고 있는 추세이나, 이러한 볼록 형태의 미러는 평면 형태에 비하여 시야 범위는 넓으나, 높은 축소 배율로 물체가 지나치게 작아 보여 운전자의 판단을 흐리게 하는 경향이 있다.
이러한 평면경 및 볼록경 사용으로 인한 좁은 시야범위 및 상의 과다한 축소 현상 등의 문제점을 해결하기 위하여 차량에 보조경을 더 장착하는 경우도 있으나, 보조경 설치 경계영역을 거치면서 상이 급격한 변화하여 오히려 운전자에게 완전한 후방 시야 감각을 주지 못하여, 후방의 물체의 크기가 일정하게 보이는 두 개의 영역을 광학적 왜곡을 최소화하면서 하나의 사이드미러로 표현할 필요가 있다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법으로서, 평면 형태의 미러와 볼록 형태의 미러가 함께 구비되는 사이드 미러에 대한 연구개발이 활발하게 진행되어 한국 등록실용신안공보 제20-0288548호에서는 전체적으로 평면형태를 이루고 외측부가 볼록 형상의 곡률면이 형성되어 있는 자동차용 사이드 미러가 개시되어 있으며, 한국 등록실용신안공보 제20-0322014호에서는 전체적으로 평면 형태를 이루되 외측 단부가 굴곡되어 볼록 형태로 이루어지는 차동차용 사이드 미러가 개시되어 있다.
그리고, 등록특허 10-0894432에는 사이드 미러의 미러부가 볼록한 형태의 누진 비구면형 볼록 미러가 형성되어 있으며, 등록특허 10-0867439에서는 적어도 3개의 비구면 누진다초점 영역이 수평방향을 따라 소정간격으로 구획되어 형성된 사이드 미러가 개시되어 있다.
도 1은 종래의 차량용 사이드 미러에 차량용 카메라가 장착된 예시도를 도시한 것이고, 도 2는 종래의 차량용 카메라 시스템의 개념도를 나타내고 있다.
도 1에서 보는 바와 같이 기존 차량용 사이드 미러(10)의 일부분에 차량용 카메라(11)가 설치되거나 기존 차량용 사이드 미러를 대신하여 차량용 카메라만이 설치되어(도시하지 않았음) 카메라에서 촬영된 영상이 차량 내부에 있는 디스플레이부(20)에 표시되어 운전자가 주위의 차량 상태를 파악할 수 있게 된다.
하지만 종래의 특허로서는 보다 많은 시야의 영상을 보기 위해서는 영상표시 장치의 크기가 불가피하게 커지거나, 영상의 배율을 높여서 제한된 작은 영상 장치 크기에 맞추게 되어, 영상표시장치에 표시되는 차량 크기가 작아져 오히려 운전자의 판단을 흐리게 할 수 있다.
종래의 카메라 영상 시스템은 사각지대를 제거하기 위해 물체의 배율을 가능한 축소하면 물체의 거리감이 훼손하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 원근감을 훼손하지 않게 하기 위해서 배율을 확대하면 차량물체가 접근하는 근거리 영역에서 사각지대가 발생하는 문제점이 있었다.
그렇지만, 이러한 기술들은 사각지대의 해소를 위한 시야 확대와 운전자가 느끼는 광학적 감성 표현에 있어서 한계가 있으며, 운전자에게 넓은 시야를 제공하면서도 정확한 거리감이나 시야의 편안함을 제공함에 있어서 구체적인 해결책을 제시하지 못하고 있다.
또한, 이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 한국등록특허 제 10-0936557호는 보다 넓은 영역의 영상을 표시하면서, 정확한 거리감으로 영상을 파악할 수 있도록 차량 내부에 영상표시수단을 구비하고, 영상표시수단의 양단부측에 압축된 영상을 혼합하여 표시하는 특허가 개시되어 있다.
하지만, 양단부측의 영상과 중앙의 영상은 압축배율이 다르고 그 경계에서는 압축 영상이 불연속적으로 표시되어 영상간의 차량 이동을 매끄럽게 표시할 수가 없어 외부 사이드 미러에 부착되는 보조미러의 경우처럼 차량이 갑자기 이동하는 느낌을 운전자가 받을 수 있다.
한국등록실용신안공보 제20-0288548호 한국등록실용신안공보 제20-0322014호 한국등개특허 제 10-0894432호 한국등록특허 제 10-0867439호 한국등록특허 제 10-936557호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 최대한 넓은 후방시야의 영상을 제한된 영상 표시 장치 내에 표현하는 방법을 제공함으로써, 차량 주행 중에 운전자가 볼 수 없는 사각지대를 해소할 뿐만 아니라, 화면 영역을 조절 가능하게 하여 상의 왜곡현상과 부정확한 거리감을 최대한 해소하여 운전자가 실제와 유사한 편안함을 느낄 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 사이드 미러에 장착되거나 사이드 미러를 대신하여 장착되는 자동차 카메라와 촬영된 영상이 재생되는 디스플레이부로 포함하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템에 있어서, 상기 카메라로부터 받은 화상데이터를 내측영역, 외측영역, 중앙영역으로 분할하여 각각의 영역에 수평 방향으로 다른 배율로 확대 또는 축소하는 영상 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상처리부는 상기 내측영역, 상기 외측영역, 및 상기 중앙영역의 수직방향 배율이 동일하고, 상기 내측영역은 수직방향배율과 수평방향 배율이 동일하며, 상기 내측영역과 상기 외측영역의 수평방향배율이 상이하면서 일정한 값을 가지고, 상기 중앙영역은 점진적으로 수평방향 배율이 작아지고, 상기 중앙영역의 수평방향배율은 양 끝단의 수평방향배율이 내측영역과 외측영역의 수평방향배율과 동일한 것을 특징으로 한다. 이는 보여지는 차량 영상이 수평방향으로 모든 영역에서 경계없이 연속적으로 매끄럽게 보이고자 하는 것이며, 결과적으로 차량의 접근과 이동을 영상을 통해서 보는 운전자에게 편안한 시야를 제공하게 된다.
또한, 상기 외측영역에서의 수평방향 배율이 내측영역에서의 수평방향배율보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상처리부는 상기 디스플레이부에 표현되는, 상기 내측영역, 상기 외측영역, 및 상기 중앙영역의 분할폭을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상처리부는 상기 내측영역, 상기 외측영역, 및 상기 중앙영역의 수평방향 배율을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량의 후방시야의 카메라 시스템은 최대한 넓은 후방시야의 영상을 제한된 영상 표시 장치 내에 표현하는 방법으로서 영상 영역을 분할하여 각각 다른 배율을 설정하나, 중앙영역에서의 배율을 점진적으로 변하게 하여, 모든 영역의 경계에서도 연속적으로 영상이 표시되게 한다.
또한, 본 발명은 차량 주행 중에 운전자가 볼 수 없는 사각지대를 해소할 뿐만 아니라 경계면에서의 연속성이 보장되어 상의 왜곡현상과 부정확한 거리감을 최대한 해소하여 운전자가 실제와 유사한 편안함을 느낄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 후방시야의 카메라가 장착된 예시도.
도 2는 종래의 차량용 후방시야의 카메라 시스템 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 후방시야의 카메라 시스템 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 후방시야의 카메라 시스템의 영상을 수평방향으로 압축하여 표시하는 압축 배율을 나타내는 그래프.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 차량용 후방시야의 카메라 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 후방시야의 카메라 시스템(1000)의 개념도이다.
도 3을 이용하여, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 후방시야의 카메라 시스템(1000)에 대해서 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 후방시야의 카메라 시스템(1000)은 카메라(100), 영상처리부(300), 및 디스플레이부(200)를 포함한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 기존 차량용 사이드 미러(10)의 일부분에 차량용 카메라(100)가 설치되거나 기존 차량용 사이드 미러를 대신하여 차량용 카메라(100)만이 설치되어(도시하지 않았음) 카메라(100)에서 촬영된 영상이 차량 내부에 있는 디스플레이부(200)에 표시되어 운전자가 주위의 차량 상태를 파악할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는 이러한 기존의 차량용 카메라 시스템(1000)에서 차량용 카메라(100)는 일반적으로 사용되는 차량용 카메라(100)로서, 좀 더 넓은 시야를 확보하기 위해서 광각렌즈가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 카메라(100)에서 촬영된 영상은 영상처리부(300)를 거쳐 디스플레이부(200)에 표시된다. 이는, 이미 공지된 차량용 사이드 미러에 차량용 카메라(100)가 설치되어 촬영된 영상이 디스플레이부(200)에 나타나도록 하는 것과 동일하므로 여기서는 이러한 작동관계에 대해서는 설명하지 않고, 영상처리부(300)에 의해서 나타나는 디스플레이부(200)의 영상 변화에 초점을 맞추어 설명하고자 한다.
이때, 상기 카메라(100)를 이용하여 촬영된 영상을 영상처리부(300)에서 압축하여, 디스플레이부(200)에 일부 또는 전체가 표시된다.
즉, 운전자가 차선의 개수에 따라서 디스플레이부(200)에 표시되는 영상의 크기를 조절할 수 있다. 다시 말해서, 차선의 개수가 많은 경우 촬영된 영상의 전체를 표시하여 넓은 시야각을 확보할 수 있으며, 차선의 개수가 적은 경우 촬영된 영상의 일부만을 표시하여 넓지는 않지만 정확한 이미지를 확인할 수 있다.
상기 영상처리부(300)는 상기 카메라(100)에서 촬영된 영상을 내측영역(210), 외측영역(230), 및 중앙영역(220)으로 구분한다.
이때, 상기 내측영역(210), 상기 외측영역(230), 및 상기 중앙영역(220)에 수직방향으로 동일한 배율로 표시하되, 수평방향으로는 상기 외측영역(230) 및 상기 중앙영역(220)에서 다른 배율로 영상을 처리한다.
좀 더 상세하게는, 상기 영상처리부(300)에서 상기 내측영역(210)과 상기 외측영역(230)의 수평방향 배율이 상이하면서 일정한 값을 가진다.
또한, 상기 내측영역(210)은 수직방향 배율과 수평방향 배율이 동일하며, 상기 중앙영역(220)은 점진적으로 수평방향 배율이 작아지고, 상기 중앙영역(220)의 수평방향비율은 양 끝단의 수평방향비율이 상기 내측영역(210)과 상기 외측영역(230)의 수평방향비율과 동일하게 형성된다.
즉, 상기 중앙영역(220)은 상기 내측영역(210) 및 상기 외측영역(230)과 연속성을 갖도록 수평배율이 점진적으로 변화한다.
[식 1]
Mm = Mf+(Mn-Mf)*sin{π/2*(x-xf)/(xn-xf)}
Mm : 중앙영역 수평방향 배율
Mf : 내측영역 수평방향 배율
Mn : 외측영역 수평방향 배율
x : 중앙영역내의 위치
xf : 중앙영역과 내측영역 경계 위치
xn : 중앙영역과 외측영역 경계 위치
상기 [식 1]은 상기 중앙영역(220)의 수평방향 배율을 정하는 식의 하나의 예를 나타낸 것으로 중앙영역(220) 내에서 내측영역(210)과의 경계로부터 외측영역(230)과의 경계까지 배율이 연속적으로 설정하는 것이 특징이다.
상기 외측영역(230)은 수평방향 배율이 상기 내측영역(210)에서의 수평방향 배율보다 작은 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 영상처리부(300)는 운전자가 상기 내측영역(210), 상기 중앙영역(220), 및 상기 외측영역(230)의 수평방향배율과 수직방향배율을 임의로 설정하여 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
좀 더 상세하게는, 상기 영상처리부(300)에서 상기 각각의 영역의 수직방향배율을 동일하고, 상기 외측영역(230)의 수평방향배율을 조절하게 되면 넓은 시야각을 확보할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 중앙영역(220)을 더 포함함으로써, 상기 각각의 영역의 경계지점에서 영상이 자연스럽게 표현되는 장점이 있다.
상기 디스플레이부(200)에 나타나는 촬영된 영상 이미지는 상기 내측영역(210), 상기 중앙영역(220), 및 상기 외측영역(230)으로 나뉘어져 재생된다.
이때, 상기 디스플레이부(200)는 상기 내측영역(210)을 포함하고, 점차적으로 수평배율이 변환하는 상기 중앙영역(220)과 상기 내측영역(210)의 수평 배율보다 낮은 수평배율로 처리된 상기 외측영역(230) 중 하나의 영역만 포함하면, 상기 내측영역(210)과의 경계면에서 이미지가 갑자기 변화하는 것처럼 보여 운전자가 혼동할 수 있는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 영상처리부(300)에서 상기 내측영역(210), 상기 외측영역(230), 및 상기 중앙영역(220) 모두 포함하여야 한다.
상기 영상처리부(300)는 상기 내측영역(210), 상기 외측영역(230), 및 상기 중앙영역(220)이 표시되는 상기 디스플레이부(200)에 분할폭을 조절하여 재생할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 내측영역(210), 상기 외측영역(230), 및 상기 중앙영역(220)의 분할폭을 운전자가 직접 조절하여, 운전자가 가장 자연스럽다고 생각되는 분할폭을 조절하여 가장 최적화된 상태의 후방시야를 볼 수 있다.
예를 들어, 상기 디스플레이부(200)의 수평분할을 10으로 하였을 경우, 내측영역(210) : 중앙영역(220) : 외측영역(230)의 비율을 7 : 1 : 2로 조절할 수 있다.
상술한 영역 비율인 7 : 1 : 2는 단순히 일실시예에 불과하며, 운전자가 임의로 여러 가지 비율을 조절하여 상기 디스플레이부(200)에 표시되는 비율을 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 서로 상이한 곡률반경을 가진 곡선과 이들 곡선을 연결하는 최적의 연결곡선을 제공함으로써, 차량 주행 중에 운전자가 볼 수 없는 사각지대를 해소할 뿐만 아니라 경계면에서의 연속성이 보장되어 상의 왜곡현상과 부정확한 거리감을 최대한 해소하여 운전자가 실제와 유사한 편안함을 느낄 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 후방시야의 카메라 시스템
100 : 카메라
200 : 디스플레이부
210 : 내측영역
220 : 중앙영역
230 : 외측영역
300 : 영상처리부

Claims (5)

  1. 차량용 사이드 미러에 장착되거나 사이드 미러를 대신하여 장착되는 자동차 카메라와 촬영된 영상이 재생되는 디스플레이부로 포함하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템에 있어서,
    상기 카메라로부터 받은 화상데이터를 수평방향으로 운전자에게 가까운 후방시야 기준으로 내측영역, 외측영역, 및 중앙영역으로 분할하여 각각의 영역에 다른 배율로 확대 또는 축소하는 영상처리부를 포함하여 이루어지며,
    상기 영상처리부는
    상기 내측영역, 상기 외측영역, 및 상기 중앙영역의 수직방향 배율이 동일하고,
    상기 내측영역은 수직방향배율과 수평방향 배율이 동일하며, 상기 내측영역과 상기 외측영역의 수평방향배율이 상이하면서 일정한 값을 가지고,
    상기 중앙영역은 점진적으로 수평방향 배율이 작아지며, 상기 중앙영역의 수평방향배율은 상기 내측영역 및 상기 외측영역과 연속성을 갖도록 양 끝단의 수평방향배율이 내측영역과 외측영역의 수평방향배율과 동일한 것을 특징으로 하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외측영역에서의 수평방향 배율이 내측영역에서의 수평방향배율보다 작은 것을 특징으로 하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 영상처리부는 상기 디스플레이부에 표현되는, 상기 내측영역, 상기 외측영역, 및 상기 중앙영역의 분할 폭을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 영상처리부는 상기 중앙영역의 임의의 위치 x에서의 수평방향 배율을
    Mm = Mf+(Mn-Mf)*sin{π/2*(x-xf)/(xn-xf)}
    Mm : 중앙영역 수평방향 배율
    Mf : 내측영역 수평방향 배율
    Mn : 외측영역 수평방향 배율
    x : 중앙영역내의 위치
    xf : 중앙영역과 내측영역 경계 위치
    xn : 중앙영역과 외측영역 경계 위치
    에 의해서 배율을 정하는 것을 특징으로 하는 차량용 후방시야의 카메라 시스템.
KR1020130110501A 2013-09-13 2013-09-13 차량용 후방시야의 카메라 시스템 KR101453335B1 (ko)

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