KR101490955B1 - Vehicle operation device - Google Patents

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KR101490955B1
KR101490955B1 KR20130129335A KR20130129335A KR101490955B1 KR 101490955 B1 KR101490955 B1 KR 101490955B1 KR 20130129335 A KR20130129335 A KR 20130129335A KR 20130129335 A KR20130129335 A KR 20130129335A KR 101490955 B1 KR101490955 B1 KR 101490955B1
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김성운
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현대자동차 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an operation device for a vehicle which prevents a whitening event by having a disturbance light and an illumination light polarized in a direction perpendicular to each other. According to the present invention, the operation device for a vehicle comprises: an image acquisition unit acquiring an image of a user; a lighting unit irradiating illumination light; a polarization conversion unit converting disturbance light and illumination light irradiated from the outside of the vehicle to the inside into polarization components having different directions from each other; and an operation unit performing control movements to control equipment inside the vehicle by analyzing the image.

Description

차량용 조작 장치{VEHICLE OPERATION DEVICE}VEHICLE OPERATION DEVICE

본 발명은 차량용 조작 장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 영상을 이용하는 차량용 조작 장치에 관한 기술이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle operation apparatus, and more particularly, to a vehicle operation apparatus using a user's image.

최근 일부 차량용 기기는 운전 중 기기의 버튼 조작에 의해 운전자의 시선이 전방에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 원격 제어 방법으로 제어된다. 원격 제어 방법은 차량의 핸들에 배치된 버튼을 이용하거나, 사용자의 제스처(gesture)를 인식하여 차량용 기기를 제어하는 방법 등이 있다.Recently, some vehicle devices are controlled by a remote control method in order to prevent the driver's gaze from being shifted from the front by the button operation of the device during operation. The remote control method includes a method of using a button disposed on a handle of a vehicle or a method of controlling a vehicle device by recognizing a user's gesture.

이 중 사용자의 제스처를 인식하는 방법은 카메라로 사용자의 얼굴이나 손을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 사용자의 움직임을 직관적인 버튼으로 이용하는 방법이다.Among these methods, a method of recognizing a user's gesture is a method of photographing a user's face or hand with a camera, analyzing the captured image, and using the motion of the user as an intuitive button.

한편, 사용자의 얼굴을 인식하여 눈동자를 검출하고, 사용자의 시선 방향에 따라 헤드 업 디스플레이 장치(HUD; Head-Up Display)를 제어하는 등 카메라로 사용자의 영상을 취득하여 차량용 기기를 제어하는 방법이 개발되고 있다. On the other hand, a method of controlling a vehicle device by capturing a user's image by a camera, such as detecting a pupil of a user and controlling a head-up display (HUD) according to the direction of the user's eyes Is being developed.

그런데, 차량 내부로 햇빛 등 외란 광이 입사되는 경우 카메라로 촬영한 사용자의 영상이 하얗게 보여지는 백화 현상이 발생한다. 이로 인해, 사용자의 얼굴이나 손을 명확하게 판별할 수 없어 오류가 발생할 수 있다. However, when disturbance light such as sunlight is incident into the vehicle, the image of the user photographed by the camera is whitened. As a result, the face or the hand of the user can not be clearly discriminated and an error may occur.

이러한 외란 광의 입사 량을 감소시키기 위해 차량의 창문에 차광 필름을 부착할 수 있으나, 외란 광이 일부 투과되어 외란 광의 영향을 무시할 수 없다.In order to reduce the incident amount of the disturbance light, a light shielding film may be attached to the window of the vehicle, but the influence of the disturbance light can not be ignored because the disturbance light is partially transmitted.

또한, 카메라의 적외선 차영상을 이용하여 외란 광에 의한 센서 값을 제거할 수 있으나, 외란 광의 세기가 강한 경우 센서 값이 포화되어 밝기 조절이 불가능하다.In addition, it is possible to remove the sensor value due to the disturbance light by using the IR difference image of the camera, but when the disturbance light intensity is high, the sensor value is saturated and the brightness can not be adjusted.

그리고, 카메라의 게인(gain)을 낮추거나 셔터의 스피드를 빠르게 하는 경우 외란 광의 영향이 감소하나 영상 신호도 함께 감소되어 화질이 저하될 수 있다. When the gain of the camera is lowered or the shutter speed is increased, the influence of the disturbance light is reduced, but the image signal is also decreased, which may degrade the image quality.

본 발명의 실시 예는 외란 광에 의한 백화 현상을 방지할 수 있는 차량용 조작 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a vehicular operating device capable of preventing bleeding caused by disturbance light.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치는 사용자의 영상을 취득하는 영상 취득부; 조명 광을 조사하는 조명부; 차량 외부로부터 내부로 입사되는 외란 광과 상기 조명 광을 서로 다른 방향의 편광 성분으로 변환시키는 편광 변환부; 및 상기 영상을 분석하여 상기 차량 내부의 기기를 제어하는 제어 동작을 수행하는 조작부를 포함한다. The vehicle operation apparatus according to the embodiment of the present invention includes an image acquisition unit for acquiring an image of a user; An illumination unit for irradiating illumination light; A polarization conversion unit for converting disturbance light incident from the outside of the vehicle into the inside and a polarized component in the direction different from the illumination light; And an operation unit for performing a control operation for controlling the device inside the vehicle by analyzing the image.

여기서, 상기 영상 취득부는 상기 영상을 촬상하는 카메라를 포함하고, 상기 조명부는 적어도 하나의 적외선 광원을 포함한다.Here, the image capturing unit includes a camera for capturing the image, and the illuminating unit includes at least one infrared light source.

그리고, 상기 편광 변환부는 상기 외란 광이 상기 차량 내부로 입사되는 입사면에 대해 제1 방향의 편광 성분을 통과시키고, 상기 조명 광이 출사되는 출사면 및 상기 조명 광이 상기 사용자에 의해 반사되어 상기 영상 취득부로 입사되는 입사면에 대해 제1 방향과 수직한 제2 방향의 편광 성분을 통과시킨다.The polarized light conversion unit transmits a polarization component in a first direction to an incident surface on which the disturbance light is incident to the inside of the vehicle, and the exit surface on which the illumination light is emitted and the exit surface on which the illumination light is reflected by the user, And a polarization component in a second direction perpendicular to the first direction is allowed to pass through the incident surface incident on the image acquisition section.

또한, 상기 편광 변환부는 상기 외란 광이 입사되는 상기 차량의 윈드실드 및 윈도우 중 적어도 하나 상에 형성되고, 수직 방향의 편광 축을 갖는 제1 편광 필름; 및 상기 조명부 및 상기 영상 취득부 상에 각각 형성되고, 수평 방향의 편광 축을 갖는 제2 및 제3 편광 필름을 포함한다.The polarizing conversion unit may include a first polarizing film formed on at least one of a windshield and a window of the vehicle to which the disturbance light is incident and having a polarization axis in the vertical direction; And second and third polarizing films respectively formed on the illumination section and the image acquisition section and having polarization axes in the horizontal direction.

그리고, 상기 조작부는 상기 영상으로부터 얼굴 영역 및 손 영역 중 적어도 하나의 영상을 추출하고, 추출된 상기 얼굴 영역 및 손 영역 중 적어도 하나의 영상으로부터 특징점을 추출하여 상기 사용자의 얼굴 또는 손을 인식한다.The operation unit extracts at least one image of the face region and the hand region from the image, extracts feature points from at least one of the extracted face region and hand region, and recognizes the user's face or hand.

본 발명의 실시 예는 차량용 조작 장치에 관한 것으로, 외란 광과 조명 광을 서로 수직한 방향으로 편광 시킴으로써 외란 광에 의한 사용자 영상의 백화 현상을 방지할 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a vehicle operation device, and it is possible to prevent whitening of a user image due to disturbance light by polarizing disturbance light and illumination light in directions perpendicular to each other.

또한, 본 발명의 실시 예는 외란 광의 영향을 감소시키기 위해 조명 광의 세기를 강하게 할 필요가 없으므로 고출력 조명을 설치하는 비용을 절감시킬 수 있고, 고출력 조명으로부터 발생한 열을 냉각시키기 위한 냉각 모듈 비용을 절감시킬 수 있다.Further, since the embodiment of the present invention does not need to strengthen the intensity of illumination light in order to reduce the influence of the disturbance light, it is possible to reduce the cost of installing the high-power illumination and to reduce the cooling module cost for cooling the heat generated from the high- .

그리고, 본 발명의 실시 예는 적외선 카메라의 설정 값을 변경할 필요가 없으므로 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다. In the embodiment of the present invention, there is no need to change the setting value of the infrared camera, so that deterioration of image quality can be prevented.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치를 도시한 도면.
도 2는 외란 광을 편광시키는 원리를 설명하기 위해 도시한 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a vehicle operation apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view for explaining the principle of polarizing extraneous light.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted. Like numbers refer to like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 외란 광을 편광시키는 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다. FIG. 1 is a view showing an operating device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the principle of polarizing disturbance light.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치(1)는 영상 취득부(10), 조명부(20), 편광 변환부(30) 및 조작부(40)를 포함한다. 영상 취득부(10)는 사용자(50)의 영상을 취득한다.Referring to FIG. 1, a vehicle operation device 1 according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit 10, an illumination unit 20, a polarization conversion unit 30, and an operation unit 40. The image acquisition unit 10 acquires an image of the user 50. [

예컨대, 영상 취득부(10)는 사용자(50)의 얼굴 영역이나 손 영역에 대한 영상을 취득할 수 있다. 영상 취득부(10)는 3D 카메라, 적외선 카메라 등을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 영상 취득부(10)가 적외선 카메라를 포함하는 경우를 예를 들어 설명한다. For example, the image acquisition unit 10 can acquire images of the face area and the hand area of the user 50. [ The image acquisition unit 10 may include at least one of a 3D camera, an infrared camera, and the like. In the embodiment of the present invention, a case where the image capturing unit 10 includes an infrared camera will be described as an example.

조명부(20)는 사용자(50)의 방향으로 일정 광(이하, 조명 광이라 함)을 조사한다. 여기서, 조명부(20)는 적외선 광원을 포함할 수 있다. 영상 취득부(10) 및 조명부(20)는 사용자(50)와 근접한 위치, 예컨대 운전석의 앞 부분에 배치될 수 있다. The illumination unit 20 irradiates a certain light (hereinafter, referred to as illumination light) in the direction of the user 50. Here, the illumination unit 20 may include an infrared light source. The image acquisition unit 10 and the illumination unit 20 may be disposed at a position close to the user 50, for example, in front of the driver's seat.

편광 변환부(30)는 햇빛 등과 같은 외란 광과 조명 광을 서로 다른 방향의 편광 성분으로 변환시킨다. 구체적으로, 편광 변환부(30)는 외란 광이 차량 내부로 입사되는 입사면에 대해 수직 방향의 편광 성분(점선 화살표로 표시)을 통과시킨다.  The polarization converting unit 30 converts disturbance light such as sunlight and illumination light into polarization components in different directions. Specifically, the polarization converting unit 30 passes a polarization component (indicated by a dotted arrow) perpendicular to the incident surface on which the disturbance light enters into the vehicle.

그리고, 편광 변환부(30)는 조명 광이 사용자의 방향으로 출사되는 출사면 및 조명 광이 사용자(50)에 의해 반사되어 영상 취득부(10)로 입사되는 입사면에 대해 수평 방향의 편광 성분(실선 화살표로 표시)을 통과시킨다. The polarized light converting unit 30 converts the polarized light component in the horizontal direction to the outgoing plane on which the illumination light is emitted in the direction of the user and the incident plane on which the illumination light is reflected by the user 50 and is incident on the image capturing unit 10. [ (Indicated by solid arrows).

이를 위해, 편광 변환부(30)는 제1 내지 제3 편광 필름(30a~30c)을 포함한다. 여기서, 제1 편광 필름(30a)은 외란 광이 입사되는 윈드실드(windshield)(60) 및 도어 윈도우(미도시) 상에 형성된다.To this end, the polarization converting unit 30 includes the first to third polarizing films 30a to 30c. Here, the first polarizing film 30a is formed on a windshield 60 and a door window (not shown) in which disturbance light is incident.

제1 편광 필름(30a)은 수직 방향의 편광 축을 갖는다. 이러한 제1 편광 필름(30a)은 도 2에 도시된 바와 같이, 외란 광의 진동 방향(x)에 대해 수직 방향의 편광 성분을 통과시킨다.The first polarizing film 30a has a polarization axis in the vertical direction. The first polarizing film 30a passes a polarization component perpendicular to the vibration direction x of the disturbance light, as shown in Fig.

제2 편광 필름(30b)은 조명부(20)로부터 조명 광이 출사되는 출사면 상에 형성된다. 제2 편광 필름(30b)은 수평 방향의 편광 축을 갖는다.The second polarizing film 30b is formed on the outgoing surface from which the illumination light is emitted from the illumination unit 20. [ The second polarizing film 30b has a polarization axis in the horizontal direction.

제3 편광 필름(30c)은 조명 광이 사용자(60)에 의해 반사되어 영상 취득부(10)로 입사되는 입사면 상에 형성된다. 여기서, 영상 취득부(10)로 입사되는 조명 광은 제2 편광 필름(30b)에 의해 편광된 조명 광이다. 제3 편광 필름(30c)은 수평 방향의 편광 축을 갖는다.The third polarizing film 30c is formed on the incident surface where the illumination light is reflected by the user 60 and is incident on the image capturing unit 10. [ Here, the illumination light incident on the image acquisition section 10 is illumination light polarized by the second polarizing film 30b. The third polarizing film 30c has a polarization axis in the horizontal direction.

조작부(40)는 영상 취득부(10)로부터 사용자(50)의 영상을 전달받아 사용자(50)의 영상으로부터 배경 영상을 제거하고, 사용자(50)의 얼굴 영역 및 손 영역 중 적어도 어느 하나의 영상을 추출한다.The operation unit 40 receives the image of the user 50 from the image acquisition unit 10 and removes the background image from the image of the user 50 and displays the image of at least any one of the face area of the user 50 and the hand area .

그리고, 조작부(40)는 얼굴 영역 또는 손 영역의 영상을 분석하여 차량용 기기(미도시)의 조작을 제어하는 제어 동작을 수행한다. 예컨대, 조작부(40)는 얼굴 영역의 영상으로부터 특징점을 추출하고, 눈, 코 및 입의 위치에 따라 사용자(50)의 얼굴을 인식할 수 있다.Then, the operation unit 40 analyzes the image of the face area or the hand area and performs a control operation for controlling the operation of the vehicle device (not shown). For example, the operation unit 40 can extract a feature point from the image of the face region, and recognize the face of the user 50 according to the position of the eyes, nose, and mouth.

또한, 조작부(40)는 얼굴 영역의 영상으로부터 사용자(50)의 눈 위치를 인식할 수도 있다. 그리고, 조작부(40)는 손 영역의 영상으로부터 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 통해 손의 이동 패턴을 분석하여 제스처를 인식할 수도 있다.Further, the operation unit 40 may recognize the eye position of the user 50 from the image of the face area. The operation unit 40 may extract a feature point from the image of the hand region and analyze the hand movement pattern through the extracted feature point to recognize the gesture.

즉, 본 발명의 실시 예는 외란 광과 조명 광을 서로 수직한 방향으로 편광시킴으로써 영상 취득부(10)에서 외란 광의 영향을 받지 않고, 사용자(60)의 영상을 취득할 수 있다.That is, the embodiment of the present invention can acquire the image of the user 60 without being affected by the disturbance light in the image acquisition unit 10 by polarizing the disturbance light and the illumination light in the directions perpendicular to each other.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

10: 영상 취득부
20: 조명부
30: 편광 변환부
40: 조작부10:
20:
30: polarization conversion section
40:

Claims (6)

사용자의 영상을 취득하는 영상 취득부;
조명 광을 조사하는 조명부;
차량 외부로부터 내부로 입사되는 외란 광과 상기 조명 광을 서로 다른 방향의 편광 성분으로 변환시키는 편광 변환부; 및
상기 영상을 분석하여 상기 차량 내부의 기기를 제어하는 제어 동작을 수행하는 조작부
를 포함하는 차량용 조작 장치. An image acquisition unit for acquiring a user's image;
An illumination unit for irradiating illumination light;
A polarization conversion unit for converting disturbance light incident from the outside of the vehicle into the inside and a polarized component in the direction different from the illumination light; And
And an operation unit for performing a control operation for controlling the device in the vehicle by analyzing the image,
And a control unit for controlling the vehicle. 제1 항에 있어서,
상기 영상 취득부는
상기 영상을 촬상하는 카메라를 포함하는 차량용 조작 장치.The method according to claim 1,
The image acquiring unit
And a camera for capturing the image. 제1 항에 있어서,
상기 조명부는
적어도 하나의 적외선 광원을 포함하는 차량용 조작 장치. The method according to claim 1,
The illumination unit
And at least one infrared light source. 제1 항에 있어서,
상기 편광 변환부는
상기 외란 광이 상기 차량 내부로 입사되는 입사면에 대해 제1 방향의 편광 성분을 통과시키고, 상기 조명 광이 출사되는 출사면 및 상기 조명 광이 상기 사용자에 의해 반사되어 상기 영상 취득부로 입사되는 입사면에 대해 제1 방향과 수직한 제2 방향의 편광 성분을 통과시키는 차량용 조작 장치.The method according to claim 1,
The polarization conversion unit
And a light source for emitting the illumination light, wherein the illumination light passes through the entrance surface on which the disturbance light is incident into the interior of the vehicle, And passes a polarized component in a second direction perpendicular to the first direction with respect to the plane. 제4 항에 있어서,
상기 편광 변환부는
상기 외란 광이 입사되는 상기 차량의 윈드실드 및 윈도우 중 적어도 하나 상에 형성되고, 수직 방향의 편광 축을 갖는 제1 편광 필름; 및
상기 조명부 및 상기 영상 취득부 상에 각각 형성되고, 수평 방향의 편광 축을 갖는 제2 및 제3 편광 필름
을 포함하는 차량용 조작 장치.5. The method of claim 4,
The polarization conversion unit
A first polarizing film formed on at least one of a windshield and a window of the vehicle on which the disturbance light is incident, the polarizing film having a polarization axis in the vertical direction; And
Second and third polarizing films each having a polarizing axis in the horizontal direction and formed on the illumination section and the image acquiring section,
And a control unit for controlling the vehicle. 제1 항에 있어서,
상기 조작부는
상기 영상으로부터 얼굴 영역 및 손 영역 중 적어도 하나의 영상을 추출하고, 추출된 상기 얼굴 영역 및 손 영역 중 적어도 하나의 영상으로부터 특징점을 추출하여 상기 사용자의 얼굴 또는 손을 인식하는 차량용 조작 장치.The method according to claim 1,
The operating portion
Extracting at least one image of a face region and a hand region from the image and extracting a feature point from at least one of the extracted face region and hand region to recognize the user's face or hand.
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