KR101530851B1 - 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라 - Google Patents

차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법은 차량용 블랙박스 카메라가 외부로부터 영상을 획득하는 영상 획득 단계; 상기 영상에서 제한된 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정 단계; 상기 차량용 블랙박스 카메라가 설치된 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지 결정하는 모드 결정 단계; 상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하고, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라는 외부의 영상을 획득하는 영상 센서부; 상기 영상 센서부로부터 전송된 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부; 상기 영상 센서부에서 전송된 영상으로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지부; 및 차량의 상태에 따라 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지를 결정하는 제어부를 포함하며, 상기 이벤트 감지부는 상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 것을 기술적 특징으로 하여 차량이 주차 중인 경우 영상 센서가 획득하는 영상 중에서 일정영역만을 감시하고 이벤트 발생 여부를 판단하여 차량이 주차 중일 때 배터리의 에너지 소모를 줄일 수 있다.

Description

차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라 {MONITORING METHOD OF VEHICLE BLACK BOX CAMERA AND VEHICLE BLACK BOX CAMERA IMPLEMENTING THEREOF}
본 발명은 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상 센서로부터 획득한 영상 중에서 일정영역만을 감시영역으로 설정하고 차량이 주차중인 경우 감시 영역만을 감시할 수 있는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라에 관한 것이다.
근래에 자동차의 수가 꾸준히 증가하고 있으며 이에 따라 자동차에 의한 교통사고가 증가하고 있다. 교통사고는 순간적인 상황에서 이루어지고 사고 당시의 증거 영상이나 목격자가 없는 경우에는 교통사고의 원인 규명에 많은 어려움을 겪게 된다. 최근에는 이러한 교통사고의 원인 규명 등을 위해 차량 외부 영상을 기록하는 차량용 블랙박스가 개발되어 사용이 일반화되는 추세에 있다.
이러한 차량용 블랙박스의 개발이 활발히 진행되어 최근에는 주행 시 뿐만 아니라 주차 상태에서도 주변을 감시하고 영상을 녹화할 수 있는 차량용 블랙박스가 개발되었다. 이러한 종래의 차량용 블랙박스가 ‘특허문헌 1’에 게재되어 있다. 도 1은 종래의 차량용 블랙박스의 구성을 도시한 것으로, 차량의 외부로부터 영상 신호를 입력받는 영상 입력부(1); 영상 신호를 인코딩하거나 디코딩하는 인코딩/디코딩부(2); 차량의 현재 상태에 근거하여 동작 모드 결정 조건의 충족 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 동작 모드를 결정하는 동작 모드 결정부(3); 이벤트 감지부(4); 영상 입력부(1), 인코딩/디코딩부(2), 동작 모드 결정부(3), 이벤트 감지부(4)의 동작을 제어하는 제어부(5); 및 인코딩된 영상을 저장하는 제1 및 제2 데이터 저장부(6)를 포함하여 구성되며, 동작 모드에는 주행 모드와 주차 모드가 있다. 이러한 구성으로 인해 차량의 현재 상태를 측정하여 현재 전원 공급 상황을 판단하고 이에 맞는 시스템 동작 모드를 결정하므로 주차 모드에서도 주변 감시, 영상 녹화, 이벤트 감지 등이 가능하다.
그러나 차량의 발전기가 가동되는 주행 모드와 달리 주차 모드에서는 배터리의 전기 에너지가 한정되어 있으므로 주차 모드에서의 에너지 소모를 적게 할 필요가 있는데, 종래의 차량용 블랙박스는 주차 모드에서도 주변을 감시하고 영상을 녹화할 수 있지만 주차 모드에서 주행 모드에서와 같이 블랙박스 카메라에 포착된 모든 이동 물체를 이벤트로 식별하는 경우 이벤트가 많아져 에너지 소모가 심해지는 단점이 있다.
KR 10-1072346 B1 (2011. 10. 05.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차량이 주차 중인 경우 영상 센서에 포착된 모든 이동 물체를 이벤트로 식별하지 않고 일정영역만을 관심영역으로 설정하고 관심영역에 포착된 이동 물체만을 이벤트로 식별하여 차량이 주차 중일 때 배터리의 에너지 소모를 줄일 수 있으며, 영상 센서로부터 자동차 번호판의 이미지를 획득하여 획득된 이미지를 바탕으로 영상 센서와 자동차 번호판 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 기반으로 감시영역을 자동으로 설정할 수 있는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법은 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법에 있어서, 상기 차량용 블랙박스 카메라가 외부로부터 영상을 획득하는 영상 획득 단계; 상기 영상에서 제한된 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정 단계; 상기 차량용 블랙박스 카메라가 설치된 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지 결정하는 모드 결정 단계; 및 상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라는 외부의 영상을 획득하는 영상 센서부; 상기 영상 센서부로부터 전송된 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부; 상기 영상 센서부에서 전송된 영상으로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지부; 및 차량의 상태에 따라 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지를 결정하는 제어부를 포함하며, 상기 이벤트 감지부는 상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단한다.
또한, 영상 센서부에서 전송된 영상으로부터 자동차 번호판 이미지를 검출하는 번호판 검출부를 더 포함하며, 번호판 검출부는 검출된 자동차 번호판 이미지의 가로변 또는 세로변의 픽셀수를 기반으로 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산하는 것을 기술적 특징으로 한다.
차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라는 차량이 주차 중인 경우 영상 센서가 획득하는 영상 중에서 일정영역만을 감시하고 이벤트 발생 여부를 판단하므로 차량이 주차 중일 때 배터리의 에너지 소모를 줄일 수 있으며, 영상 센서로부터 자동차 번호판의 이미지를 검출하고, 검출된 이미지를 바탕으로 영상 센서와 자동차 번호판 사이의 거리를 측정하며, 측정된 거리를 기반으로 감시영역을 자동으로 설정할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 블랙박스 카메라의 구성도
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법의 흐름도
도 4는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 구성도
도 5는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 이미지
도 6은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 설치위치에 따라 달라지는 거리선을 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 자동차 번호판 이미지
도 8은 자동차 번호판의 실제 길이와 카메라가 획득한 이미지에 나타난 상의 길이와의 관계를 나타낸 그래프
도 9는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 자동차 번호판의 숫자 중앙에 선을 표시한 도면
도 10은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 동작 흐름도
도 11은 본 발명에 따른 거리 측정을 목적으로 한 자동차 번호판 촬영이 용이한 영역을 나타낸 도면
아래에서는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법 및 이를 구현한 차량용 블랙박스 카메라를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법의 흐름도로서, 도 2에는 기본적인 관심영역을 설정하는 방법의 흐름도가 도시되어 있고, 도 3에는 차량의 번호판을 검출하여 차량용 블랙박스 카메라와 검출된 번호판 사이의 거리를 계산하고, 계산된 거리를 이용하여 자동으로 관심영역을 설정하는 방법의 흐름도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법의 기본적인 기술사상은 차량이 주차 중일 때 차량의 발전기가 동작하지 않아 차량의 배터리로부터 한정적인 전기 에너지만을 사용할 수 있어 주차 중일 때 에너지 소모를 줄일 필요성이 있으므로, 차량용 블랙박스 카메라로 획득하는 영상 전체를 감시하는 것이 아니라 일정부분만을 감시하여 에너지 소모를 줄이는 것이다.
이렇게 차량이 주차 중일 때 에너지 소모를 줄이기 위해 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법은 다음의 단계들로 구성될 수 있다.
① 영상 획득 단계: 차량용 블랙박스 카메라가 외부로부터 영상을 획득한다.
② 관심영역 설정 단계: 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 영상에서 제한된 영역만을 관심영역으로 설정한다. 예를 들어, 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 영상에 가상의 선을 생성하고, 가상의 선을 기준으로 일측의 영역을 관심영역으로 설정할 수 있다. 또한, 차량용 블랙박스 카메라와 연동되는 디스플레이 장치(차량용 블랙박스 카메라의 표시장치, 유선으로 연결되는 내비게이션, 무선으로 통신하는 스마트폰 등)에 표시되는 영상에 사용자가 직접 가상의 선을 이동시키거나 가상의 선을 생성하여 관심영역을 설정할 수 있다.
③ 모드 결정 단계: 차량용 블랙박스 카메라가 설치된 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지 결정한다.
④ 이벤트 감지 단계: 차량용 블랙박스 카메라가 설치된 차량이 주차 모드인 경우 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단한다.
위와 같은 방법을 통하여 차량이 주차 중인 경우 관심영역에서만 이벤트 발생 여부를 판단하여 에너지 소모를 줄일 수 있다.
또한, 다음의 단계를 더 포함하여 관심영역 설정을 자동으로 할 수 있다.
⑤ 번호판 검출 단계: 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 영상으로부터 자동차 번호판 이미지를 검출한다.
⑥ 거리 계산 단계: 검출된 자동차 번호판 이미지의 가로변 또는 세로변의 픽셀수를 기반으로 차량용 블랙박스 카메라와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산한다. 또한, 검출된 자동차 번호판 이미지로부터 자동차 번호판의 네 자리 각 숫자의 중앙부 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 기반으로 차량용 블랙박스 카메라와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산할 수 있다.
이렇게 계산된 차량용 블랙박스 카메라와 자동차 번호판 사이의 거리를 이용하여 관심영역 설정을 자동으로 할 수 있다.
그리고 다음의 단계를 더 포함하여 저장된 영상을 추후 사고에 대한 과실 유무에 대한 판단을 돕는 등 사고 당시의 증거 영상으로 활용할 수 있다.
⑦ 영상 저장 단계: 이벤트가 발생된 것으로 판단하는 경우 이벤트 발생 전 소정 시간부터 이벤트 발생 후 소정 시간까지의 영상을 저장한다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 구성도이다. 도 4를 참조하면 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라는 외부의 영상을 획득하는 영상 센서부(10); 영상 센서부(10)로부터 전송된 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부(20); 영상 센서부(10)에서 전송된 영상으로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지부(30); 각 부의 동작을 제어하며 차량의 상태에 따라 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지를 결정하는 제어부(40)를 포함하여 구성되며, 이벤트 감지부(30)는 차량이 주차 모드인 경우 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단한다. 이러한 구성으로 인해 차량이 주차 모드인 경우 영상 프레임 전체가 아닌 관심영역만을 감시하고 이벤트를 감지하여 에너지 소모를 줄일 수 있다.
또한, 영상 센서부(10)에서 전송된 영상으로부터 자동차 번호판 이미지를 검출하는 번호판 검출부(50); 영상 센서부(10)로부터 전송된 영상을 압축하는 영상 압축부(60); 영상 압축부(60)로부터 전송된 영상을 저장하는 영상 저장부(70); 차량의 배터리 및 발전기에 연결되어 전력을 공급받는 전력 공급부(80)를 더 포함하여 구성되어, 관심영역의 설정을 자동으로 할 수 있다.
영상 센서부(10)는 감지 범위에 대해 실시간으로 영상을 획득하는 구성요소로서, 획득한 영상을 관심영역 설정부(20), 이벤트 감지부(30)로 전송한다. 또한, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 번호판 검출부(50), 영상 압축부(60)를 더 포함하여 구성되는 경우 영상 센서부(10)는 획득한 영상을 번호판 검출부(50), 영상 압축부(60)로 전송한다. 이러한 영상 센서부(10)에 이용되는 센서들은 CMOS 이미지 센서, CCD 센서 등 이미지 획득이 가능한 센서들로 이루어질 수 있다.
관심영역 설정부(20)는 영상 센서부(10)로부터 전송된 영상에서 제한된 영역만을 관심영역으로 설정한다. 또한, 관심영역 설정부(20)는 영상 센서부(10)로부터 전송된 영상에 일정 거리를 표시하는 가상의 선을 생성하고, 가상의 선을 기준으로 일측의 영역만을 관심영역으로 설정할 수 있다. 예를 들어 가상의 선 이하의 영역만을 관심영역으로 설정하는 것이다. 그리고 필요에 따라 사용자가 임의로 폐곡선 형태의 관심영역을 설정할 수도 있다.
예를 들면 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 영상 센서부(10)로부터 획득하는 영상을 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함하여 구성되고, 표시부의 영상(가상의 선까지 표시된 영상)에 사용자가 직접 가상의 선을 이동시켜 관심영역을 설정할 수 있다. 또한, 표시부의 영상(가상의 선이 표시되지 않은 영상)에 사용자가 직접 가상의 선을 생성하여 관심영역을 설정할 수도 있다.
일반적으로 차량용 블랙박스는 그 크기가 작고 전력 소모가 적은 것을 추구하므로 표시부를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어 표시부를 더 포함하지 않고, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 장착된 차량의 내비게이션 등의 디스플레이 장치와 연동되도록 하여, 디스플레이 장치에 표시된 영상을 이용하여 사용자가 상기와 같은 방법으로 사용자가 임의로 관심영역을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라를 스마트폰과 연계하여 이용할 수 있는데, 예를 들어 WiFi 등의 무선 통신을 통해 스마트폰과 통신할 수 있는 무선 통신부(미도시)를 더 포함하여 구성되고, 영상 센서부(10)가 획득한 영상을 무선 통신부(미도시)를 통해 스마트폰으로 전송하고 스마트폰에 표시되는 영상에 사용자가 관심영역을 설정하도록 할 수 있다.
이벤트 감지부(30)는 영상 센서부(10)에서 전송된 영상으로부터 이벤트의 발생 여부를 판단하는 구성요소로서, 영상 센서부(10)로부터 전송되는 영상에 대하여 주기적으로 분석을 수행하여 현재 전송된 영상과 이전에 전송된 영상을 비교하고, 소정의 변화가 발생한 경우에 이벤트가 발생한 것으로 간주한다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 이미지로서, 차량으로부터 1미터 떨어진 거리를 나타내는 선과 2미터 떨어진 거리를 나타내는 선이 있다. 예를 들어 두 선 중 1미터 떨어진 거리를 나타내는 선을 가상의 선으로 설정하고, 가상의 선 이하의 영역을 관심영역으로 설정하면 A차량과 B차량 모두 관심영역 밖에 있기 때문에 이벤트가 감지되지 않는다. 2미터 떨어진 거리를 나타내는 선을 가상의 선으로 설정하고, 가상의 선 이하의 영역을 관심영역으로 설정하면 A차량이 관심영역 안에 있기 때문에 A차량의 움직임을 이벤트 감지부(30)에서 이벤트로 감지할 수 있다.
또한, 이벤트 감지부(30)는 가속도 센서, 충격 센서 등을 더 포함하여 가속도 센싱값, 충격 센싱값 등의 센싱 정보를 이용하여 이벤트 발생 여부를 감지할 수 있다. 이 경우 센싱값의 종류에 따라 미리 설정되거나 사용자에 의해 직접 설정된 임계치가 있어 해당 임계치 이상의 변화가 발생하면 이벤트가 발생한 것으로 간주하여 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
그리고 가속도 센서를 관심영역을 재설정하는 것에 활용할 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 장착된 차량이 심하게 흔들리면 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라도 흔들려 관심영역이 기존의 위치와 달라질 수 있다. 이 경우 가속도 센서에 소정 임계치가 설정되고, 임계치 이상의 값을 가속도 센서가 감지하면 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라에 흔들림이 있는 것으로 판단하여 관심영역 설정부(20)에서 관심영역을 재설정하도록 할 수 있다.
제어부(40)는 영상 센서부(10), 관심영역 설정부(20), 이벤트 감지부(30)의 동작을 제어하고, 차량의 상태에 따라 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지를 결정한다. 주행 모드와 주차 모드의 구분은 실제 차량의 주행 여부가 아니라 차량 엔진의 온/오프 상태로 판단한다.
예를 들어 제어부(40)가 차량이 주차 모드인 것으로 판단한 경우 관심영역 설정부(20)에서 관심영역을 설정한 다음 이벤트 감지부(30)에서 관심영역만을 감시하고 이벤트가 발생하는지 여부를 판단하여 에너지 소모를 줄일 수 있다.
또한, 제어부(40)는 차량이 주차 모드인 경우 영상 센서부(10)의 노출값을 관심영역을 기준으로 하여 설정한다. 기본적으로 영상 센서부(10)의 노출값은 획득하는 영상의 중앙부에 맞추어져 있으므로 중앙부의 노출값과 관심영역의 노출값이 과도하게 다를 경우, 획득한 영상의 관심영역이 잘 보이지 않을 수 있다. 이 경우 영상 센서부(10)의 노출값을 관심영역을 기준으로 설정함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다.
한편, 카메라가 설치된 위치 및 각도에 따라 가상의 선이 생성되는 위치가 달라지게 된다. 도 6는 차량으로부터 일정거리를 표시한 선을 나타낸 것으로서, 도 도 6a는 도 6b에 비해 카메라가 더 높은 위치에 장착되어 있거나, 카메라의 각도가 위로 들려있는 경우에 해당한다. 이처럼 카메라의 설치위치에 따라서 가상의 선이 생성되는 위치가 달라지게 되어 적절하게 관심영역의 설정이 이루어지지 않을 수 있다. 이러한 문제점은 다음에 설명되는 구성들에 의해 해결될 수 있다.
번호판 검출부(50)는 영상 센서부(10)에서 전송된 영상으로부터 자동차 번호판 이미지를 검출하는 구성요소로서, 검출된 자동차 번호판 이미지의 가로변 또는 세로변의 픽셀수를 기반으로 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리를 계산한다.
동일한 종류의 자동차 번호판은 일정한 규격을 가지기 때문에 특정 해상도의 카메라가 획득한 이미지에서 자동차 번호판의 가로변 또는 세로변을 측정하면 그 자동차 번호판이 얼마나 멀리 떨어진 위치에 있었는지 알 수 있다. 도 7은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 자동차 번호판 이미지로서, 1920×1080 해상도의 카메라를 기준으로 번호판의 가로변, 세로변, 번호판과 카메라 사이의 거리 관계의 일례는 다음 표와 같다.
거리(단위:m) 가로변(단위:픽셀수) 세로변(단위:픽셀수)
2.5 329 69
3 252 53
3.5 204 43
4 164 35
위의 표는 다음과 같은 계산식에 의해서 구해질 수도 있고, 실험적으로 얻을 수도 있다.
Zc = fx × Xc × N / p
Zc는 카메라와 번호판 사이의 거리를 나타내고, fx는 카메라의 초점거리(단위:mm)를 나타내고, Xc는 번호판의 실제 가로변 또는 세로변(단위:mm)를 나타내고, N은 이미지 센서의 1mm당 픽셀의 개수를 나타내며, p는 영상에 나타난 번호판의 가로 픽셀의 개수를 나타낸다. 도 8에 자동차 번호판의 실제 길이와 카메라가 획득한 이미지에 나타난 상의 길이와의 관계를 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
번호판 검출부(50)의 일정한 저장 공간에 위와 같은 방법을 이용하여 구한 자동차 번호판의 가로변, 세로변, 자동차 번호판과 카메라 사이의 거리 관계에 대한 데이터가 저장되고, 번호판 검출부(50)가 자동차 번호판을 검출한 후 검출된 자동차 번호판의 가로변 또는 세로변의 픽셀수와 위의 저장된 데이터의 픽셀수를 비교하여 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리를 결정한다. 검출된 자동차 번호판의 가로변 또는 세로변의 픽셀수와 저장된 데이터의 픽셀수가 정확히 일치하지 않는 경우에는 내장된 소정의 비례식 계산에 의해 허용되는 오차 범위 내에서 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리를 계산한다.
다음 표는 fx = 4mm, Xc = 510mm, N = 700픽셀 환경에서 직접 측정한 일례를 나타낸다.
번호판 가로 픽셀수(p) 거리 계산값(Zc) 실제 거리
575 2,483mm 2,500mm
473 3,019mm 3,000mm
407 3,508mm 3,500mm
위와 같이 자동차 번호판의 가로변 또는 세로변을 이용하지 않고 다른 방법을 이용할 수 있다. 도 9는 자동차 번호판의 숫자 중앙에 선을 표시한 것으로서, 자동차 번호판의 네 자리 숫자의 중앙선 사이의 간격 a, b, c를 구하고, a, b, c의 평균값을 자동차 번호판의 실제 가로변 또는 세로변(Xc) 대신에 활용하면 자동차 번호판과 카메라 사이의 실제거리를 구할 수 있다. 이와 같이 a, b, c의 평균값을 활용하는 방법은 영상 센서부(10)가 자동차 번호판 전체의 이미지를 획득하지 못하거나, 번호판 검출부(50)에서 자동차 번호판 전체의 이미지를 검출하지 못하였을 경우에 이용할 수 있다.
이처럼 자동차 번호판을 검출하여 카메라와 자동차 번호판 사이의 실제거리를 구할 수 있고, 이 거리를 기반으로 관심영역 설정부(20)는 영상 센서부(10)가 적절하게 영상을 획득할 수 있도록 관심영역(예를 들면, 2m 이내)을 자동으로 설정할 수 있다.
영상 압축부(60)는 영상 센서부(10)로부터 전송받은 영상을 압축하는 구성요소로서, 여러 가지 표준화된 방식으로 압축(인코딩)한다. 대표적 영상 압축 기술로는 MPEG-1/2/4 및 H.261/262/263/264 등이 있다.
영상 저장부(70)는 영상 압축부(60)에 의해 압축된 영상을 저장하는 구성요소로서, 임시 저장 공간과 영구 저장 공간으로 구분될 수 있다. 임시 저장 공간은 영상 센서부(10)에서 실시간으로 획득하는 영상을 영상 압축부(60)를 통해 압축된 상태로 저장하고, 영구 저장 공간은 이벤트 감지부(30)가 이벤트가 감지된 것으로 판단한 시점, 즉 이벤트가 감지된 시점을 전후로 소정 시간 동안의 영상을 저장한다.
저장 공간에는 한계가 있기 때문에 영상 센서부(10)에서 실시간으로 획득한 영상을 무제한으로 저장할 수 없는 반면, 이벤트가 감지된 시점을 전후로 한 영상은 필수적으로 저장되어야 한다. 그렇기 때문에 임시 저장 공간과 영구 저장 공간으로 구분하여 임시 저장 공간에는 실시간으로 획득한 영상을 저장하고(임시 저장 공간이 가득 차게 되면 가장 오래된 영상부터 지워가면서), 이벤트가 감지된 시점을 전후로 소정 시간 동안의 영상은 영구 저장 공간에 따로 저장하여 지워지지 않도록 한다. 이렇게 영구 저장 공간에 저장된 영상은 추후 사고에 대한 과실 유무에 대한 판단을 돕는 등 사고 당시의 증거 영상으로 활용될 수 있다.
전력 공급부(80)는 차량의 발전기 또는 배터리에 연결되어 전력을 공급받는 구성요소로서, 차량이 주행 모드일 경우 발전기로부터 전력을 공급받고, 차량이 주차 모드일 경우 배터리로부터 전력을 공급받는다. 차량이 주행 모드일 경우 발전기가 가동되기 때문에 전력 공급을 충분히 받을 수 있고, 차량이 주차 모드일 경우 발전기 작동이 멈추어 배터리로부터 제한된 전력을 공급받는다.
도 10은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라의 동작 흐름도이고, 도 11은 거리 측정을 목적으로 한 자동차 번호판 촬영이 용이한 영역을 도시한 것이다. 도 10을 참조하면 차량이 주행 모드일 경우 블랙박스에 충분한 에너지가 공급되므로 비교적 복잡도가 높아 에너지 소모가 심하더라도 관심영역 설정을 충분히 할 수 하고, 차량이 주차 모드일 경우에는 설정된 관심영역만을 감시하여 에너지 소모를 감소시키면서 동작감지 인식율도 높이 유지하는 것을 기본으로 한다.
최초 시작시 관심영역이 재설정될 수 있으며, 관심영역의 초기값은 영상 전체로 한다. 또한, 대개 도로를 주행하므로 주행 모드시 관심영역 설정을 위해 필요한 이미지는 적절히 획득된 2~3개의 이미지만으로 충분하고, 관심영역 설정을 위한 에너지 소비나 계산 지연은 크게 문제되지 않는다.
도 10에 도시된 번호판 검출에 적합한 조건인가의 판단은 앞 차량의 번호판을 촬영하기 적절한 위치 및 주변조건을 갖추었는지를 의미한다. 구체적으로 영상의 밝기, 영상의 선명도가 촬영에 적합하고 앞 차량 번호판의 위치가 너무 멀지 않고 비교적 영상의 중앙에서 많이 벗어나지 않는 경우를 의미한다. 도 11에 도시된 바와 같이 사다리꼴 영역 안에 번호판이 위치할 때 번호판을 촬영하여 검출하는 것이 정확도를 높일 수 있다.
또한, 자동차 번호판은 여러 종류가 있기 때문에 번호판 검출부(50)는 자동차 번호판의 종류별로 그 바탕 색상과 실제 크기, 가로변 및 세로변의 비율, 거리에 따른 가로변 및 세로변에 대한 데이터를 내장하고 있어야 한다. 번호판 검출의 정확도를 높이기 위해 자동차 번호판을 검출한 후 그 가로변 및 세로변의 비율과 찾고자 하는 종류의 번호판의 가로변 및 세로변의 비율의 차이가 소정의 범위를 벗어날 경우 이를 버리고 다시 번호판 검출을 시도한다.
예를 들어 하나의 자동차 번호판이 성공적으로 검출되면, 위와 같은 방법으로 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리를 구할 수 있고, 이 거리를 이용하여 영상 센서부(10)로부터 일정한 거리까지의 거리선을 추정할 수 있다. 더욱 정확한 거리선의 위치 설정을 위해 자동차 번호판 이미지가 복수 회 검출되어 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리가 보정되도록 할 수도 있다.
이렇게 거리를 충분히 보정하였다면 더 이상 주행 모드에서 자동차 번호판을 검출하여 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리를 계산할 필요가 없다. 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리의 재계산이 필요한 경우는 카메라가 크게 흔들려 카메라의 각도가 바뀌거나 카메라가 재설치되는 등의 위치가 바뀌는 경우인데 이 경우들을 가속도 센서로 인지하여 결정할 수도 있고, 시동을 켤 때마다 또는 일정 주기마다 재계산하도록 할 수 있다. 이러한 방법으로 영상 센서부(10)와 검출된 자동차 번호판 사이의 거리를 재계산하고 관심영역을 재설정할 수 있다.
위와 같은 방법으로 차량이 주차 모드인 경우 주행 모드일 때 자동으로 설정된 관심영역 내에서 일어나는 움직임만 감시하여 전체 영상 프레임을 감시하는 것에 비해 에너지 소모를 줄이면서 이벤트를 감지할 수 있다.
또한, 주행 모드에서 관심영역 설정이 제대로 되지 않았을 경우나 사용자가 관심영역 설정이 불완전하다고 판단하는 경우 사용자가 직접 관심영역을 재설정하거나 관심영역의 설정을 해제하고 영상 프레임 전체를 관심영역으로 재설정할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 카메라는 차량의 전방뿐만 아니라 후방에도 설치하여 전방 및 후방에서 이벤트를 감지할 수 있다.
10: 영상 센서부 20: 관심영역 설정부
30: 이벤트 감지부 40: 제어부
50: 번호판 검출부 60: 영상 압축부
70: 영상 저장부 80: 전력 공급부

Claims (18)

  1. 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법에 있어서,
    상기 차량용 블랙박스 카메라가 외부로부터 영상을 획득하는 영상 획득 단계;
    상기 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 영상으로부터 자동차 번호판 이미지를 검출하는 번호판 검출 단계;
    상기 검출된 자동차 번호판 이미지의 가로변 또는 세로변의 픽셀수를 기반으로 상기 차량용 블랙박스 카메라와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산하는 거리 계산 단계;
    상기 차량용 블랙박스 카메라와 자동차 번호판 사이의 거리를 이용하여 상기 영상에서 제한된 영역을 관심영역으로 설정하는 관심영역 설정 단계;
    상기 차량용 블랙박스 카메라가 설치된 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지 결정하는 모드 결정 단계;
    상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 관심영역 설정 단계는 상기 차량용 블랙박스 카메라가 획득한 영상에 가상의 선을 생성하고 상기 가상의 선을 기준으로 일측의 영역을 관심영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 관심영역 설정 단계는 상기 차량용 블랙박스 카메라와 연동되는 디스플레이 장치에 표시되는 영상에 사용자가 가상의 선을 생성하거나 상기 가상의 선을 이동시켜 관심영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 거리 계산 단계는 상기 검출된 자동차 번호판 이미지로부터 자동차 번호판의 각 숫자의 중앙부 사이의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리를 기반으로 상기 차량용 블랙박스 카메라와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    이벤트가 발생된 것으로 판단하는 경우 이벤트 발생 전 소정 시간부터 이벤트 발생 후 소정 시간까지의 영상을 저장하는 영상 저장 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라의 감시방법.
  7. 외부의 영상을 획득하는 영상 센서부;
    상기 영상 센서부에서 전송된 영상으로부터 자동차 번호판 이미지를 검출하는 번호판 검출부;
    상기 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리를 이용하여 상기 영상 센서부로부터 전송된 영상에 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부;
    상기 영상 센서부에서 전송된 영상으로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 이벤트 감지부 및
    차량의 상태에 따라 차량이 주행 모드인지 주차 모드인지를 결정하는 제어부를 포함하며,
    상기 번호판 검출부는 검출된 자동차 번호판 이미지의 가로변 또는 세로변의 픽셀수를 기반으로 상기 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산하고,
    상기 이벤트 감지부는 상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 관심영역에 해당하는 픽셀로부터 이벤트 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 관심영역 설정부는 상기 영상 센서부로부터 전송된 영상에 일정 거리를 표시하는 가상의 선을 생성하고 상기 가상의 선을 기준으로 일측의 영역을 관심영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량이 주차 모드인 경우 상기 영상 센서부의 노출값을 관심영역을 기준으로 하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 번호판 검출부는 검출된 자동차 번호판 이미지로부터 자동차 번호판의 각 숫자의 중앙부 사이의 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리를 기반으로 상기 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 자동차 번호판 이미지가 복수 회 검출되어 상기 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리가 보정되는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  14. 삭제
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 관심영역 설정부는 상기 영상 센서부와 자동차 번호판 사이의 거리를 이용한 관심영역 설정에 실패하는 경우 영상 프레임 전체를 관심영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  16. 청구항 7에 있어서,
    상기 관심영역 설정부는 차량에 시동이 걸릴 때마다 또는 차량이 주행 모드인 경우 소정 시간 간격으로 관심영역을 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  17. 청구항 7에 있어서,
    상기 이벤트 감지부는 가속도 센서를 더 포함하여 구성되며, 상기 관심영역 설정부는 상기 가속도 센서가 소정 값 이상을 감지할 때마다 관심영역을 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
  18. 청구항 7에 있어서,
    스마트폰과 통신할 수 있는 무선 통신부를 더 포함하며, 상기 무선 통신부를 통해 스마트폰으로부터 신호를 전송받아 관심영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스 카메라.
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