KR101518904B1 - 차량용 조작 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 조작 장치에 관한 것으로, 차량의 진동 또는 회전을 감지하여 진동 데이터를 생성하는 진동 감지부, 사용자의 손을 감지하여 영상 데이터를 생성하는 제스처 감지부, 영상 데이터를 분석하여 제스처를 인식하고, 진동 데이터에 따라 인식된 제스처를 선택적으로 보정하는 제스처 인식부, 및 제스처에 대응하는 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

차량용 조작 장치{VEHICLE OPERATION DEVICE}
본 발명은 차량용 조작 장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 제스처를 인식하여 차량을 조작할 수 있는 차량용 조작 장치에 관한 기술이다.
일반적으로 차량용 정보 기기는 차량 운전이나 탑승자의 편의성, 오락성 등을 제공하기 위한 기기이다. 예컨대, 오디오, AVN(Audio Visual Navigation) 시스템, 텔레매틱스 등을 포함한다.
최근 일부 차량용 정보 기기는 운전 중 정보 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 정보 기기를 제어하는 방법 등이 있다. 이 중 사용자의 제스처를 인식하는 방법은 카메라로 사용자의 손을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 사용자의 손의 움직임을 직관적인 버튼으로 이용하는 방법이다.
그런데, 차량 주행 중에 진동이 발생한 경우 운전자는 차량과 다르게 진동에 반응한다. 특히, 운전자의 팔은 차량의 진동 방향과 다른 방향으로 움직일 수 있다. 일반적으로 차량은 도로 환경에 따라 요잉(yawing), 롤링(rolling), 피칭(pitching) 등 차량의 가로, 세로, 수직 방향을 중심으로 회전하는 진동 운동을 한다.
이러한 진동에 의한 충격으로 운전자의 팔이 흔들리는 경우 의도하지 않는 제스처가 입력될 수 있다. 차량 주행 중에 운전자의 의도와 다른 제스처가 인식되어 차량 내 기기들이 갑자기 동작하는 경우 운전자의 주의를 분산시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 차량의 진동에 의한 제스처의 오인식을 방지할 수 있는 차량용 조작 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치는 차량의 진동 또는 회전을 감지하여 진동 데이터를 생성하는 진동 감지부; 사용자의 손을 감지하여 영상 데이터를 생성하는 제스처 감지부; 상기 영상 데이터를 분석하여 제스처를 인식하고, 상기 진동 데이터에 따라 상기 인식된 제스처를 선택적으로 보정하는 제스처 인식부; 및 상기 제스처에 대응하는 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 진동 감지부는 상기 차량의 진동 또는 회전을 감지하는 센서부; 및 상기 센서부의 출력을 안정화시키고, 노이즈를 제거하는 필터부를 포함한다. 그리고, 상기 상기 제스처 감지부는 상기 사용자의 손을 촬상하는 카메라를 포함한다.
또한, 상기 제스처 인식부는 상기 영상 데이터로부터 상기 손을 검출하고, 제스처 입력 활성화 구간 동안 입력된 상기 손의 이동 패턴을 분석하여 상기 제스처를 인식한다. 상기 제스처 인식부는 상기 진동 데이터를 분석하여 상기 진동 또는 회전의 발생 시점 및 강도를 판단하고, 상기 판단된 진동 또는 회전의 발생 시점 및 강도에 따라 상기 제스처를 보정한다.
그리고, 상기 제스처 인식부는 상기 진동 또는 회전이 특정 시점에 미리 설정된 임계 값 이상의 강도로 발생한 경우 상기 진동 또는 회전이 상기 발생한 시점을 포함하는 설정 구간 동안 상기 제스처의 보정을 무효화하고, 상기 제스처의 입력을 초기화시킨다.
또한, 상기 제스처 인식부는 상기 진동 또는 회전이 특정 시점에 미리 설정된 임계 값 이상의 강도로 발생한 경우 상기 제스처 입력 활성화 구간의 시작 시점부터 인식된 상기 제스처를 무효화하고, 상기 제스처의 입력을 초기화시킨다.
그리고, 상기 제스처 인식부는 상기 진동 또는 회전이 특정 시점에 미리 설정된 임계 값 미만의 강도로 발생한 경우 상기 진동 또는 회전의 이동 변위에 따라 상기 인식된 제스처의 패턴을 단위 시간 단위로 보정한다. 그리고, 상기 제스처 인식부는 상기 진동 또는 회전이 연속적인 시점에 발생한 경우 상기 진동 또는 회전의 이동 변위에 따라 상기 인식된 제스처의 패턴을 단위 시간 단위로 보정한다.
본 발명의 실시 예는 차량의 진동 또는 회전을 감지하여 인식된 제스처를 보정함으로써 사용자의 의도와 무관하게 제스처가 오인식되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 차량에 순간적인 진동 또는 회전이 발생한 경우 제스처 인식을 무효화하여 제스처를 재입력 받을 수 있도록 하고, 차량에 연속적인 진동 또는 회전이 발생한 경우 인식된 제스처의 패턴을 보정하여 제스처의 왜곡으로 인한 오인식을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치를 도시한 블록도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
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.
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. 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.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 장치(100)는 진동 감지부(10), 제스처 감지부(20), 제스처 인식부(30) 및 제어부(40)를 포함한다. 여기서, 진동 감지부(10)는 차량의 상태를 감지하여 진동 데이터를 생성한다. 진동 감지부(10)는 차량의 진동 또는 회전 운동을 감지하는 센서부(12) 및 센서부(12)의 출력을 안정화시키고, 노이즈를 제거하여 진동 데이터를 출력하는 필터부(14)를 포함할 수 있다.
여기서, 센서부(12)는 가속도 센서, 자이로 센서, 진동 센서, 기울기 센서, 댐퍼 센서, 타이어 공기압 센서 등 차량 외부의 진동을 감지할 수 있는 복수의 센서를 포함할 수 있다.
제스처 감지부(20)는 사용자의 손을 감지하고, 감지된 손의 움직임을 촬영하여 영상 데이터를 생성한다. 제스처 감지부(20)는 사용자의 손을 촬상하는 3D 카메라나 적외선 카메라 또는 손의 움직임을 감지하는 모션 센서 등을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 모션 센서는 사용자와 근접한 위치, 예컨대 운전석의 앞 부분에 설치될 수 있다.
제스처 감지부(20)는 사용자의 방향으로 광을 조사하는 조명(미도시)을 포함할 수 있다. 제스처 감지부(20)는 차량 내부의 조광이 낮을 경우 조명을 이용하여 사용자의 손을 촬영할 수 있다.
제스처 인식부(30)는 진동 감지부(10)로부터 진동 데이터를 수신 받고, 제스처 감지부(20)로부터 영상 데이터를 수신 받는다. 제스처 인식부(30)는 영상 데이터를 분석하여 사용자의 제스처를 인식한다.
구체적으로, 제스처 인식부(30)는 영상 데이터로부터 사용자의 손을 검출하고, 제스처 입력 활성화 구간 동안 입력된 손의 이동 패턴을 분석하여 제스처를 인식한다. 여기서, 제스처 입력 활성화 구간은 손의 이동 패턴이 미리 설정된 제스처 입력 시작 패턴 및 종료 패턴으로 입력되는 구간일 수 있다.
또한, 제스처 인식부(30)는 진동 데이터를 분석하여 차량의 진동 또는 회전이 발생한 시점 및 강도를 판단하고, 판단된 진동 또는 회전이 발생한 시점 및 강도에 따라 인식된 제스처를 선택적으로 보정한다.
여기서, 제스처 인식부(30)는 차량의 진동 또는 회전이 순간적으로 발생하고, 미리 설정된 임계 값 이상의 강도인 경우 인식된 제스처를 무효화한다. 그리고, 제스처 인식부(30)는 차량의 진동 또는 회전이 순간적으로 발생하고, 미리 설정된 임계 값 미만의 강도인 경우 인식된 제스처의 패턴을 단위 시간 단위로 보정한다.
또한, 제스처 인식부(30)는 차량의 진동 또는 회전이 연속적으로 발생한 경우 인식된 제스처의 패턴을 단위 시간 단위로 보정한다. 즉, 제스처 인식부(30)는 순간적인 진동 또는 회전이 강한 강도로 발생하여 제스처의 왜곡이 큰 경우 제스처 인식을 초기화시킨다. 그리고, 제스처 인식부(30)는 순간적인 진동 또는 회전이 약한 강도로 발생하거나 주기적인 진동 또는 회전인 경우 인식된 제스처를 보정한다.
구체적으로, 제스처 인식부(30)는 진동 또는 회전이 발생한 시점이 일정 횟수 미만인 경우 순간적인 진동 또는 회전으로 판단하고, 진동 또는 회전이 발생한 시점이 일정 횟수 이상인 경우 주기적인 진동 또는 회전으로 판단할 수 있다.
제스처 인식부(30)는 순간적인 진동 또는 회전이 일정 강도 이상으로 발생한 경우 제스처 인식 구간 중 진동 또는 회전이 발생한 시점을 포함하는 설정 구간 동안 인식된 제스처의 보정을 무효화하고, 제스처의 입력 동작을 초기화시킨다. 여기서, 제스처 인식부(30)는 차량의 진동 또는 회전이 발생한 시점 이전 및 이후의 일정 시간을 설정 구간으로 설정할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 제스처 인식부(30)는 순간적인 진동 또는 회전이 일정 강도 이상으로 발생한 경우 인식된 제스처를 모두 무효화할 수 있다. 즉, 사용자의 제스처가 입력되기 시작하는 시점 이후에 입력된 제스처를 모두 무효화할 수 있다.
또한, 제스처 인식부(30)는 순간적인 진동 또는 회전이 일정 강도 미만으로 발생한 경우 진동 또는 회전의 이동 변위에 따라 제스처 입력 활성화 구간 동안 입력된 제스처를 단위 시간 단위로 보정한다. 이를 위해, 제스처 인식부(30)는 진동 데이터를 이용하여 진동 또는 회전의 이동 변위를 연산하고, 연산 결과에 따라 손의 이동 패턴을 보정할 수 있다.
그리고, 제스처 인식부(30)는 주기적인 진동 또는 회전이 발생한 경우에도 진동 또는 회전의 이동 변위에 따라 제스처 입력 활성화 구간 동안 입력된 제스처를 단위 시간 단위로 보정한다.
제어부(40)는 제스처에 대응하는 실행 기능을 추출하여 정보 기기의 제어 동작을 수행한다. 예컨대, 제어부(40)는 오디오의 볼륨을 높이거나, 에어컨의 온도를 낮추는 등의 제어 동작을 수행할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 조작 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 진동 감지부(10)는 차량의 진동 또는 회전 운동을 감지하여 진동 데이터를 생성한다. 예컨대, 차량의 진동이 p1 시점에 순간적으로 발생하는 경우 (a)에 도시된 바와 같이, 진동 데이터가 생성된다. 여기서, 차량의 진동이 임계 값 이상의 강도로 발생한 경우를 예를 들어 설명한다.
이때, 사용자가 t0 시점부터 제스처 입력을 시작하여 제스처 입력이 활성화된 상태이고, (b)에 도시된 바와 같이, 사용자가 화살표로 표시한 방향으로 제스처를 입력하던 중 진동에 의해 손의 움직임이 왜곡되는 것을 볼 수 있다.
그러면, 제스처 인식부(30)는 p1 시점을 기준으로 진동이 발생하기 이전 및 이후의 t1, t2 시간 이내에 입력된 제스처를 무효화시키거나, t0 시간 이후에 입력된 제스처를 무효화시킨다. 그리고, 제스처 인식부(30)는 제스처 입력 동작을 초기화시킨다. 이에 따라, 입력된 제스처 또는 제스처의 왜곡이 인식되지 않아 사용자의 의도에 맞지 않는 기기의 제어 동작이 발생하지 않는다.
한편, 도 3을 참조하면, 차량의 진동이 연속적으로 발생하는 경우 (a)에 도시된 바와 같이, 주기적으로 진동하는 진동 데이터가 생성된다. 이때, (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 사용자가 화살표로 표시한 방향으로 제스처를 입력하던 중 진동이 발생하여 손의 움직임이 왜곡되는 것을 볼 수 있다.
그러면, 제스처 인식부(30)는 진동의 이동 변위에 따라 손의 이동 패턴을 단위 시간 단위로 보정하고, 보정된 손의 이동 패턴으로 제스처를 인식한다. 이에 따라, 제스처의 왜곡으로 인한 오인식이 방지된다.
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.
10: 진동 감지부
20: 제스처 감지부
30: 제스처 인식부
40: 제어부

Claims (9)

  1. 차량의 진동 또는 회전을 감지하여 진동 데이터를 생성하는 진동 감지부;
    사용자의 손을 감지하여 영상 데이터를 생성하는 제스처 감지부;
    상기 영상 데이터를 분석하여 제스처를 인식하고, 상기 진동 데이터에 따라 상기 인식된 제스처를 선택적으로 보정하는 제스처 인식부; 및
    상기 제스처에 대응하는 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제스처 인식부는,
    상기 영상 데이터로부터 상기 손을 검출하고, 상기 검출된 손의 패턴이 미리 설정된 패턴으로 인지되는 제스처 입력 활성화 구간 동안 입력된 상기 손의 이동 패턴을 분석하여 상기 제스처를 인식하며, 상기 진동 데이터를 분석하여 상기 진동 또는 회전의 발생 시점 및 강도를 판단하고, 상기 판단된 진동 또는 회전의 발생 시점 및 강도에 따라 상기 제스처를 보정하는 차량용 조작 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 진동 감지부는
    상기 차량의 진동 또는 회전을 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부의 출력을 안정화시키고, 노이즈를 제거하는 필터부
    를 포함하는 차량용 조작 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제스처 감지부는
    상기 사용자의 손을 촬상하는 카메라를 포함하는 차량용 조작 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는
    상기 진동 또는 회전이 특정 시점에 미리 설정된 임계 값 이상의 강도로 발생한 경우 상기 진동 또는 회전이 상기 발생한 시점을 포함하는 설정 구간 동안 상기 제스처의 보정을 무효화하고, 상기 제스처의 입력을 초기화시키는 차량용 조작 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는
    상기 진동 또는 회전이 특정 시점에 미리 설정된 임계 값 이상의 강도로 발생한 경우 상기 제스처 입력 활성화 구간의 시작 시점부터 인식된 상기 제스처를 무효화하고, 상기 제스처의 입력을 초기화시키는 차량용 조작 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는
    상기 진동 또는 회전이 특정 시점에 미리 설정된 임계 값 미만의 강도로 발생한 경우 상기 진동 또는 회전의 이동 변위에 따라 상기 인식된 제스처의 패턴을 단위 시간 단위로 보정하는 차량용 조작 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는
    상기 진동 또는 회전이 연속적인 시점에 발생한 경우 상기 진동 또는 회전의 이동 변위에 따라 상기 인식된 제스처의 패턴을 단위 시간 단위로 보정하는 차량용 조작 장치.
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