KR101514540B1 - 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치 관한 것으로, 타이어의 공기압 충전 정도가 다양한 상태의 기초 영상이 저장되는 기초 영상 저장부(10)와; 스마트폰에 내장된 카메라를 이용하여 타이어를 촬영하고 현재 영상을 획득하는 타이어 촬영부(20)와; 기초 영상 저장부(10)에 저장된 기초 영상과 타이어 촬영부(20)에서 촬영된 타이어의 현재 영상을 비교하여 현재 영상과 유사한 기초 영상을 선택하여 매칭하는 영상 처리부(30) 및; 영상 처리부(30)에서 매칭된 결과에 따라 각각의 기초 영상에 입력된 공기압력을 백분율로 변환하여 스마트폰 화면을 통해 출력하는 결과 출력부(40)를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 사용자가 타이어의 압력을 측정하기 위한 별도의 측정장치를 사용하지 않고도 카메라가 부착된 스마트폰을 이용함으로써 타이어 공기압의 정상인지 여부를 수시로 확인(check)할 수 있다.

Description

스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치{App for Checking Tire Pressure}

본 발명은 자동차의 타이어 공기압을 체크할 수 있도록 하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트 폰에 설치되어 이 스마트 폰에 부착된 카메라를 이용하여 자동차의 타이어를 촬영하여 분석함으로써 사용자에게 자동차 타이어의 공기압에 이상이 있는지 유무를 체크하여 알려줄 수 있도록 하는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치에 관한 것이다.

최근 '스마트 폰'으로 명명되는 모바일 폰이 개발되어 그 사용이 폭발적으로 늘고 있으며, 이러한 스마트 폰에는 다양한 종류의 앱(App)이 장착되어 사용됨으로써 그 사용 효율을 높이고 있다.

앱(App)이란 Application의 준말로서 응용 소프트웨어를 말하며, 이러한 앱을 사용하는 경우 복잡한 소프트웨어를 설치하지 않아도 문서를 만들고 사진을 편집하며 음악을 듣는 등 다양한 작업을 모바일 폰 등에서 수행할 수 있으며, 이에 따라 여러 분야에 걸쳐 다양한 종류의 앱이 개발되어 사용되고 있다.

한편, 자동차의 타이어에는 적정 압력의 공기가 충전되어 있는데, 타이어의 공기압이 기준 압력이하로 떨어지는 경우 차량의 제동력이 저하되고, 작은 충격에도 타이어의 파손으로 이어질 수 있기 때문에 안전한 운행조건을 확보하기 위해서는 타이어의 공기압을 수시로 점검하여야 한다.

타이어 공기압을 측정하기 위해서는 공기압 측정장치가 별도로 필요하고, 또한 계절마다 타이어의 적정 공기압이 다르기 때문에 일반 사용자는 공기압을 수시로 측정하여 적정 공기압이 유지되는지를 알기가 쉽지 않고, 이러한 이유로 최근에는 차량 내에 타이어공기압측정시스템(TPMS)을 구비하여 두고 이에 의해 타이어의 공기압을 측정하여 운전자에게 알리고 있다.

그러나 차량에 이러한 타이어공기압측정시스템을 구비하지 않은 경우에는 여전히 상기와 같은 공기압 측정과정을 거쳐야 하기 불편하며, 이에 따라 타이어 공기압 측정방법이 개발되고 있는데, 그 하나의 예로서 일본 공개특허공보 제2013-15489호에 개시된 타이어 상태 검출방법 및 장치를 들 수 있다.

상기 특허문헌에 개시된 타이어 상태 검출방법은 차량의 바퀴 상태를 나타내는 캠버각과 슬립각을 검출하여 타이어의 상태를 검출하는 방법으로서, 휠에 각도 검출용 회전체를 휠의 차축에 축선을 일치시켜 구비하고, 이 각도 검출용 회전체의 위쪽으로부터 각도 검출용 회전체를 촬영하는 것과 동시에, 타이어가 접지하는 주행 노면을 촬영하는 카메라를 차량에 장착하여 카메라로 촬영한 각도 검출용 회전체의 화상 데이터를 기초로 타이어의 캠버각을 구하고, 카메라에 의해 촬영된 주행 노면의 화상 데이터와 각도 검출용 회전체의 화상 데이터를 기초로 타이어의 슬립각을 구하는 절차로 이루어지는데, 이 방법은 휠의 차축에 각도 검출용 회전체를 설치하는 동시에 차량에 주행 노면을 촬영용 카메라를 설치하여야 하기 때문에 일반 사용자가 사용하기는 쉽지 않다.

이러한 이유로 스마트 폰에 저장된 앱을 이용하여 타이어 공기압을 점검하는 방법, 예를 들면 공개특허공보 제2005-0104040호를 통해 핸드폰을 이용한 타이어 공기압 체킹시스템이 제안된 바 있는데, 이 특허문헌에서 제안하고 있는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 타이어의 공기주입구에 형성된 밸브캡 내측공간이 밀폐된 공간이 되도록 하고 밸브캡의 내측 공간의 공기압이 타이어의 공기압과 동일하게 하여, 밸브캡 내측에 공기압 측정용 압전센서를 구비하여 공기압을 측정하고 공기압이 과소 또는 과다한지 여부를 체킹하고, 타이어의 공기압 상태가 과소 또는 과다한 경우 이를 내부 밸브캡에 함께 구비된 전파발진기에 정보를 제공하고, 타이어의 공기압 상태가 과소 또는 과다한 경우 전파발진기에 이미 입력된 차량 소유자 또는 주운전자의 핸드폰 번호를 전파기지국에 송신하여 운전자 또는 차량 소유자의 핸드폰에 경고의 문자메시지나 경보신호를 발생하도록 한 것이다.

그러나 상기 타이어 공기압 측정시스템 역시 밸브캡 내측공간을 밀폐된 공간으로 형성하여야 하고, 밸브캡의 내측에 공기압 측정용 압전센서를 구비하여야 하며, 정보를 송신하기 위한 전파발진기 등을 별도로 마련하여야 하기 때문에 일반 사용자가 사용하기가 쉽지 않다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 타이어 공기압 측정시스템이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 타이어의 압력을 측정하기 위한 별도의 측정장치를 구비하지 않고도 카메라가 부착된 스마트폰을 이용함으로써 타이어 공기압의 정상인지 여부를 수시로 확인(check)할 수 있는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치을 제공하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 타이어 공기압 체크용 장치를, 타이어의 공기압 충전 정도가 다양한 상태의 기초 영상이 저장되는 기초 영상 저장부와; 스마트폰에 내장된 카메라를 이용하여 타이어를 촬영하고 현재 영상을 획득하는 타이어 촬영부와; 상기 기초 영상 저장부에 저장된 기초 영상과 상기 타이어 촬영부에서 촬영된 타이어의 현재 영상을 비교하여 현재 영상과 유사한 기초 영상을 선택하여 매칭하는 영상 처리부 및; 상기 영상 처리부에서 매칭된 결과에 따라 각각의 기초 영상에 입력된 공기압력을 백분율로 변환하여 스마트폰 화면을 통해 출력하는 결과 출력부로 구성하는 것에 의해 달성된다.

이때 상기 영상 처리부에서는 상기 타이어 촬영부를 통해 획득된 현재 영상의 외곽선을 추출하고, 추출된 외곽선과 기초 영상의 외곽선을 비교하여 크기를 조절함으로써 서로 동일한 크기가 되도록 영상의 크기를 조절하도록 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 영상 처리부에서는 타이어 림의 외곽선을 추출하여 직경을 구하고, 기초 영상의 타이어 림의 직경과 일치되도록 현재 영상의 크기를 조절하는 것이 바람직하다.

또한 기초 영상 저장부에는 업데이트부가 더 구비되고, 이 업데이트부를 통해 사용자가 최적의 타이어 공기압 상태를 촬영하여 기초 영상을 업데이트할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이에 더하여 기초 영상 저장부에 저장되는 기초 영상은 타이어의 공기압 충전 정도에 따라 타이어의 최적 공기압에서 10%, 20% 및 30% 감소된 공기압 상태의 기초 영상이 각각 저장되는 것이 바람직하다.

본 발명은 사용자가 타이어의 압력을 측정하기 위한 별도의 측정장치를 구비하지 않고도 카메라가 부착된 스마트폰을 이용함으로써 타이어 공기압의 정상인지 여부를 수시로 확인(check)할 수 있다.

그리고 본 발명은 사용자가 최적의 타이어 공기압 상태를 촬영하여 기초 영상을 업데이트할 수 있도록 함으로써 현재의 타이어 공기압이 충전상태를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.

도 1은 종래의 핸드폰을 이용한 타이어 공기압 체킹시스템의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치의 예를 보인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 타이어 촬영부의 예를 보인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 영상 처리부의 예를 보인 구성도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 타이어 공기압 체크용 앱의 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 타이어의 압력을 측정하기 위한 별도의 측정장치를 사용하지 않고도 카메라가 부착된 스마트폰을 이용함으로써 타이어 공기압의 정상인지 여부를 수시로 체크할 수 있는 타이어 공기압 체크용 장치를 제공하고자 하고자 하는 것으로, 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 앱은 도 2에 도시된 바와 같이 기초 영상 저장부(10), 타이어 촬영부(20), 영상 처리부(30) 및 결과 출력부(40)로 이루어진다.

기초 영상 저장부(10)는 사용자가 타이어의 공기압을 점검하고자 할 때, 촬영되는 현재의 타이어 영상(이하 '현재 영상'이라 한다)과 비교되는 기초 타이어 영상(이하 '기초 영상'이라 한다)이 저장되는 구성으로, 이러한 기초 영상 저장부(10)에는 업데이트부(11)가 마련되어 있어 기초 영상으로 사용되는 타이어의 영상을 직접 촬영하여 저장할 수 있도록 구성된다.

이러한 기초 영상 저장부(10)는 사용자가 촬영하여 저장하는 타이어의 기초 영상 데이터 이외에도 온라인 서버를 통해 기본적으로 기초 영상이 제공되며, 이와 같이 기초 영상 저장부(10)는 타이어 공기압 상태에 따른 많은 양의 기초 영상 데이터가 저장될수록 매칭 결과에 대한 신뢰성이 향상된다.

따라서 본 발명의 기초 영상 저장부(10)는 스마트폰 내의 저장 공간 중 일정 공간 이상을 항상 할당받을 수 있도록 프로그래밍되는 것이 바람직하다.

한편, 기초 영상은 자동차 타이어가 충전된 공기압뿐만 아니라 차량의 중량과 마모정도 등에 따라 그 외경이 다르기 때문에 다양한 공기압 상태의 타이어 영상이 저장되어야 하고, 이를 위해 본 발명은 스마트폰 카메라를 이용하여 차량에 장착된 타이어에 적정의 공기압이 충전된 상태에서의 타이어에 대한 기초 영상을 획득하고, 이후 타이어에 10%, 20% 및 30% 감소된 공기압이 충전된 상태에서의 각각의 타이어에 대한 영상을 차례로 획득하여 데이터베이스에 저장될 수 있다.

또한 스마트 폰에 설치된 카메라를 이용하여 타이어를 촬영할 때 사용자가 스마트 폰을 파지한 상태에서 촬영하는 경우 촬영 높이에 따라, 또는 스마트 폰 파지 방향 등에 따라 촬영 각도가 달라질 수 있고, 이 경우 후속 영상처리 단계와 분석 단계에서의 정확성을 담보하기 어렵다.

따라서 타이어를 촬영할 때에는 의자 등의 물건을 이용하여 일정한 높이에 스마트 폰을 위치시킨 상태에서 촬영하고, 이때 카메라의 초점을 타이어 림의 중앙에 위치시킨 상태에서 촬영하는 것이 바람직하다.

타이어 촬영부(20)는 사용자가 타이어의 공기압이 적정 압력을 유지하고 있는지를 확인하고자 할 때, 현재 타이어에 대한 영상을 획득하기 위해 스마트폰 카메라를 이용하여 현재 영상을 획득하기 위한 구성으로, 스마트폰의 디스플레이를 이용하여 촬영될 타이어의 위치 즉, 초점 등이 안내됨으로써 타이어가 가급적 수평으로 촬영될 수 있도록 안내하고, 또한 촬영되는 타이어의 영상 크기가 서로 비슷한 수준을 유지할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 타이어가 촬영되는 화면에 원형의 테두리로된 가이드라인(21)을 화면으로 함께 출력함으로써 이 가이드라인(21) 안에 타이어가 들어오도록 사용자의 촬영을 유도하는 것이 바람직하다.

이와 같이 가이드라인(21)에 맞춰 타이어를 촬영하게 되면, 기본적으로 타이어와 스마트폰 카메라와의 거리차이로 발생하는 타이어의 크기 오차를 크게 줄일 수 있고, 그 결과 기초 영상과 현재 영상간의 매칭 결과에 대한 신뢰성도 향상된다.

한편, 이러한 타이어 촬영부(20)에는 사용자가 촬영을 위한 기본적인 제어버튼(22)이 일측 화면에 함께 제공되어 사용자의 터치에 의해 촬영 조건에 대한 설정과 타이어 촬영 및 공기압 분석 등을 조작할 수 있도록 구성된다.

영상 처리부(30)는 타이어 촬영부(20)를 통해 사용자가 타이어의 현재 영상을 획득하고 나면, 이 영상과 기초 영상 저장부(10)에 저장된 기초 영상 데이터들을 서로 비교함으로써 가장 유사한 기초 영상을 검색하는 구성이다.

이를 위해 영상 처리부(30)에서는 외곽선 추출부(31)를 통해 먼저 사용자가 촬영한 현재 영상에서 타이어의 외곽선을 추출한 다음, 영상크기조절부(32)를 통해 외곽선이 추출된 현재 영상과 기초 영상의 외곽선이 서로 일치되도록 크기를 조절한다.

이때 타이어의 외곽선은 타이어의 공기압 변화에도 그 크기의 변화가 없는 타이어의 림의 외곽선을 추출하게 되는데, 그 결과 외곽선이 서로 일치되도록 크기가 조절된 상태에서도 타이어의 공기압 변화에 따른 타이어의 차이를 검출할 수 있다.

이렇게 외곽선의 크기를 일치시킨 다음, 저장된 기초 영상 데이터들 중에서 현재 영상과 타이어가 차량 하중에 의해 눌리는 깊이 등 타이어가 변화된 형상이 가장 유사한 기초 영상을 검색하며, 검색된 결과를 후술하는 결과 출력부(40)로 제공한다.

한편, 촬영된 타이어 영상 각각에 대해 영상 처리(Image Processing)를 통해 림의 외곽선을 각각 구하는 방법은, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 현재 영상의 림의 외곽선에 대한 평균 직경(D1)을 구한 다음, 이를 이용하여 기초 영상의 림의 직경(D2)와 일치되도록 이미지의 크기를 조절하여 일치시키게 된다.

이러한 영상 처리 방법은 당업자가 더욱 용이하게 실시하기 위해 널리 사용되고 있는 공지의 영상 처리 방법 중 어느 하나로 실시 변경될 수도 있다.

결과 출력부(40)는 영상 처리부(30)에서 현재 영상과 기초 영상의 매칭이 완료되면, 매칭 결과에 대한 정보를 획득하여 타이어 공기압에 대한 정보를 스마트폰 디스플레이를 통해 출력함으로써 사용자가 타이어 공기압에 대한 정보를 확인할 수 있도록 하는 구성으로, 이때 출력되는 정보는 타이어의 공기압 변화에 대한 변화율을 매칭된 기초 영상과 현재 영상을 비교 출력함으로써 사용자가 타이어 공기압의 변화를 확인할 수 있도록 출력되며, 매칭된 기초 영상에 입력되어 있는 타이어 공기압을 현재의 타이어 공기압으로 출력하는 방법이 이용될 수 있다.

또 다른 방법으로는 현재 타이어의 공기압을 보다 정확하게 제공하기 위해 최적으로 충전된 타이어의 공기압을 100%로 간주할 때, 현재 타이어의 공기압이 어느 정도 감소되었는지를 백분율로 출력하는 방법이 이용될 수도 있다.

이 경우에는 기초 영상과 현재 영상 간의 값을 비교하여 그 차이에 대한 비율을 보간법에 의해 구함으로써 공기압의 충전상태(%)를 구할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 앱을 스마트폰에 설치하게 되면, 먼저 사용자의 차량 종류와 타이어의 규격 및 타이어 제조사 등의 일반적인 정보를 입력할 수 있도록 구현되고, 이를 통해 차량과 타이어의 종류에 따른 특성에 따른 큰 오차가 발생하지 않도록 구현되는 것이 바람직하다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 사용자가 타이어의 압력을 측정하기 위한 별도의 측정장치를 사용하지 않고도 카메라가 부착된 스마트폰의 앱을 이용함으로써 타이어 공기압의 정상인지 여부를 수시로 확인(check)할 수 있다.

10: 기초 영상 저장부 11: 업데이트부
20: 타이어 촬영부 21: 가이드선
22: 제어버튼 30: 영상 처리부
31: 외곽선 추출부 32: 영상크기 조절부
40: 결과 출력부

Claims (5)

1. 스마트 폰을 사용하여 자동차 타이어의 공기압 충전 상태를 측정하는 타이어 공기압 체크용 앱을 이용한 타이어 공기압 체크 장치에 있어서,
   상기 앱은, 타이어의 공기압 충전 정도가 다양한 상태의 기초 영상이 저장되는 기초 영상 저장부(10)와;
   스마트폰에 내장된 카메라를 이용하여 타이어를 촬영하고 현재 영상을 획득하는 타이어 촬영부(20)와;
   상기 기초 영상 저장부(10)에 저장된 기초 영상과 상기 타이어 촬영부(20)에서 촬영된 타이어의 현재 영상을 비교하여 현재 영상과 유사한 기초 영상을 선택하여 매칭하는 영상 처리부(30) 및;
   상기 영상 처리부(30)에서 매칭된 결과에 따라 각각의 기초 영상에 입력된 공기압력을 백분율로 변환하여 스마트폰 화면을 통해 출력하는 결과 출력부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상 처리부(30)에서는 상기 타이어 촬영부(20)를 통해 획득된 현재 영상의 외곽선을 추출하고, 추출된 외곽선과 기초 영상의 외곽선을 비교하여 크기를 조절함으로써 서로 동일한 크기가 되도록 영상의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 영상 처리부(30)에서는 타이어 림의 외곽선을 추출하여 직경(D1)을 구하고, 기초 영상의 타이어 림의 직경(D2)과 일치되도록 현재 영상의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 있어서,
   상기 기초 영상 저장부(10)에는 업데이트부(11)가 더 구비되고, 상기 업데이트부(11)를 통해 사용자가 최적의 타이어 공기압 상태를 촬영하여 기초 영상을 업데이트할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 3의 어느 한 항에 있어서,
   상기 기초 영상 저장부(10)의 기초 영상은 타이어의 공기압 충전 정도에 따라 타이어의 최적 공기압에서 10%, 20% 및 30% 감소된 공기압 상태의 기초 영상이 각각 저장되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 타이어 공기압 체크 장치.

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