KR101558255B1 - 차량 경광등 보안 카메라 시스템 - Google Patents

차량 경광등 보안 카메라 시스템 Download PDF

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KR101558255B1 KR1020140118646A KR20140118646A KR101558255B1 KR 101558255 B1 KR101558255 B1 KR 101558255B1 KR 1020140118646 A KR1020140118646 A KR 1020140118646A KR 20140118646 A KR20140118646 A KR 20140118646A KR 101558255 B1 KR101558255 B1 KR 101558255B1
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Abstract

본 발명은 차량 천장의 경광등 조립체에 카메라를 일체로 탑재하여 차량 번호판 인식 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 차량 경광등 보안 카메라 시스템에 관한 것으로, 차량 경광등 보안 카메라 시스템은, 플레이트 형상의 하우징, 하우징의 하단부의 가장자리에서 차량 주변 전방위 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되는 보안 카메라 장치, 하우징의 상단부에 탑재되고 복수의 발광장치를 구비하는 경광등장치, 및 보안 카메라 장치와 경광등장치의 동작을 동기화하여 제어하는 제어장치를 포함한다.

Description

차량 경광등 보안 카메라 시스템{Vehicle Emergency Light and Security Camera System}
본 발명의 실시예들은 차량 경광등 보안 카메라 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 천장 외부의 경광등 장치에 카메라를 일체로 조립하여 차량 번호판 인식 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 차량 경광등 보안 카메라 시스템에 관한 것이다.
차량 보안 카메라 시스템은 차량 기술과 카메라 기술의 발전에 힘입어 비약적으로 발전하고 있다. 차량 보안 카메라 시스템은 차량이나 보행자의 안전을 위해 차량에 내장된 카메라로 주변 차선을 인식하여 차선을 이탈한 경우나 차량이 방향을 심하게 이탈한 경우에 운전자에게 경고 신호를 보내거나, 차량 내부의 카메라를 통해 운전자 눈의 변화를 감지하여 졸음 상태인 경우에 운전자에게 경고 신호를 보내는 등 다양한 차량 안전 시스템에 이용되고 있다.
또한, 경찰차, 단속 차량 등에 설치되어 차량 번호판을 인식하여 불법 차량을 단속하는데 이용되고 있다. 이 경우, 차량에 탑재되는 비전 시스템은 하나 또는 두 대의 카메라로 전방위 촬영 각도를 확보하기 위해 상대적으로 큰 팬-틸트 장치를 설치해야 하는 단점이 있다.
이러한 종래의 차량 비전 시스템은 경찰차나 단속 차량에 설치된 경광등과 완전히 독립적으로 설치된다. 따라서, 경광등의 작동 시 보안 카메라 시스템으로 입력되는 영상은 카메라 노출 시 경광등의 빛에 의해 악영향을 받아 카메라로 획득한 영상의 화질이 좋지 않은 경우가 종종 발생하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2001-0068235호(2001.07.23)
본 발명의 일실시예에서는 차량 천장 외부에 설치되는 경광등 장치와 차량 주변을 전방위 촬영하는 보안 카메라 장치를 효율적으로 일체화한 차량 경광등 보안 카메라 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 복수 사양의 카메라를 구비한 경광등 장치 일체형 보안 카메라 장치를 통해 차량의 전방위를 감시하고 차량 주변 영상 획득이나 차량 번호판 인식 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 차량 경광등 보안 카메라 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 경광등의 동작과 보안 카메라의 동작을 동기화하여 카메라 영상을 신뢰성 있게 확보할 수 있는 차량 경광등 보안 카메라 시스템을 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템은, 플레이트 형상의 하우징, 하우징의 하단부의 가장자리에서 차량 주변 전방위 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되는 보안 카메라 장치, 하우징의 상단부에 탑재되고 복수의 발광장치를 구비하는 경광등장치, 및 보안 카메라 장치와 경광등장치의 동작을 동기화하여 제어하는 제어장치를 포함한다.
일실시예에서, 보안 카메라 장치는, 복수의 카메라 및 복수의 카메라 중 적어도 일부에 결합하는 플래시장치를 포함한다. 복수의 카메라는 서로 다른 직경 또는 사양을 구비하는 제1카메라, 제2카메라 및 제3카메라를 포함할 수 있다. 여기서, 제1카메라는 제1직경의 제1렌즈를 구비하고 차량의 전후좌우 방향과 이들 사이의 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되며, 제2카메라는 제1직경보다 작은 제2직경의 제2렌즈를 구비하고 차량의 전방 양측 사이드 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되며, 제3카메라는 제2직경보다 작은 제3직경의 제3렌즈를 구비하고 차량의 전후좌우 방향을 감시하고 촬영하도록 배치된다.
일실시예에서, 플래시장치는 제1카메라와 제2카메라에 연결되는 적외선 LED(Light Emitting Diode) 램프를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 하우징은, 복수의 카메라 및 플래시장치와 마주하는 측벽 부분에 하우징의 내부에서 외부가 보이는 하나 이상의 윈도우 영역을 포함한다.
일실시예에서, 제어장치는 프로세서와 구동부를 포함하고, 주파수 선택 스위치의 설정값에 따라 전원 주파수 혹은 오실레이터(Oscillator)의 주파수에 동기화되는 트리거 신호를 이용하여 복수의 카메라에 연결된 구동부의 동작을 제어한다. 또한, 제어장치는 하우징 내에 설치된 온도센서의 입력값에 따라 하우징의 팬에 연결된 경광등제어부의 동작을 제어할 수 있다.
일실시예에서, 경광등제어부는 트리거 신호에 따라 경광등장치의 온 동작과 오프 동작을 제어한다. 여기서, 제어장치는 경광등장치와 보안 카메라 장치의 동기화를 위한 제어장치의 트리거 신호의 주기에 따라 적어도 하나 이상의 주기를 갖고 트리거 신호의 상승 에지나 하강 에지의 타이밍에 따라 경광등장치의 오프 동작 구간(경광등 오프 구간)에서 보안 카메라 장치의 동작을 제어하도록 구현될 수 있다.
경광등 오프 구간은 트리거 신호의 상승 에지나 하강 에지 타이밍을 대응하는 시간 구간이다. 즉, 제1 경광등 오프 구간과 시간 흐름에 있어서 제1 경광등 오프 구간에 인접한 이전 또는 이후의 제2 경광등 오프 구간 사이에는 적어도 하나 이상의 경광등 온 구간이 설정될 수 있다. 복수의 경광등 온 구간을 구비하는 경우는, PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 경광등의 온 동작을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 경광등 오프 구간은 보안 카메라 장치의 카메라의 온/활성화 동작(영상 취득 동작)을 제어하는데 이용된다.
일실시예에서, 경광등장치의 복수의 LED 광원은 복수 그룹으로 구분되어 상기 트리거 신호에 따라 기설정된 패턴으로 순차 동작하는 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 차량 천장 외부에 설치되는 경광등 장치에 보안 카메라 장치를 일체화하여 제조가 용이하며 설치 공간을 최소화하고 취급이 용이한 차량 경광등 보안 카메라 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명이 다른 실시예에 의하면, 경광등 장치의 오프 동작 구간에 동기화하여 보안 카메라 장치의 온 동작을 제어함으로써, 경광등 장치의 동작에 의해 카메라의 노출이 악영향을 받는 것을 방지하고 플리커링(Flickering) 현상을 제거하여 카메라에서 깨끗하고 선명한 영상을 획득하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 복수 사양의 카메라를 경광등 장치와 일체화하여 차량 주변의 전방위 영상을 담은 영상데이터의 획득이나 차량 번호판 인식 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 차량 경광등 보안 카메라 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 개략도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 블록도
도 3은 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 외관 예시도
도 4는 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 보안 카메라 장치에 대한 개략도
도 5는 도 4의 보안 카메라 장치의 구조 및 작동 원리를 설명하기 위한 평면도
도 6은 도 5의 보안 카메라 장치의 구현예에 대한 개략적인 평면도
도 7은 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 경광등장치에 대한 예시도
도 8은 도 5의 보안 카메라 장치에 의한 전방위 감시 및 촬영 영역을 나타낸 예시도
도 9는 도 2의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 제어장치의 블록도
도 10은 도 9의 제어장치의 작동 원리를 설명하기 위한 타이밍도
도 11은 도 9의 제어장치의 다른 작동 원리를 설명하기 위한 타이밍도
도 12는 도 9의 제어장치에 이용되는 경광등 제어 패턴에 대한 예시도
도 13은 도 12의 경광등 제어 패턴에 따른 경광등 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 타이밍도
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 형태들에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 개략도이다. 도 2는 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)은 차량(2)의 천장 외표면 상에 탑재된다. 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)은 플레이트 형태의 하우징(11) 내에 경광등장치(12)와 보안 카메라 장치(13)가 일체화된 구조를 구비한다. 또한, 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)은 경광등장치(12)와 보안 카메라 장치(13)의 동작을 동기화하여 제어하는 제어장치(14)를 포함한다.
하우징(11)은 하우징 하단부(11a)와 하우징 상단부(11b)를 구비할 수 있다. 하우징 하단부(11a)와 하우징 상단부(11b)는 각각 플레이트 형상을 구비하고, 서로 적층되어 단일 하우징 형태를 형성하며, 서로 일체로 고정되거나 분리가능하게 설치될 수 있다.
하우징(11)에 있어서, 하우징 하단부(11a)는 차량의 전후좌우 방향과 이들 사이의 방향에 위치하는 객체나 배경을 촬영하도록 보안 카메라 장치가 설치되는 하우징 부분을 지칭한다. 보안 카메라 장치는 복수의 카메라를 포함한다. 하우징 하단부(11a)와 복수의 카메라는 차량의 전방위 방향에서 차량 주변을 감시하고 촬영할 수 있는 시스템 하부 구조를 형성한다. 시스템 하부 구조에는 복수의 카메라 중 적어도 일부와 각각 결합하는 플래시장치가 구비될 수 있다.
하우징 상단부(11b)는 하우징(11) 외부로 적어도 하나 이상의 색상을 갖는 빛(예컨대, 섬광)을 출사하는 경광등 장치가 설치되는 하우징 부분을 지칭한다. 하우징 상단부(11b)와 경광등 장치는 시스템 상부 구조를 형성한다. 경광등 장치는 복수의 조명장치를 포함한다. 경광등 장치 혹은 하우징 상단부(11b)에는 빛을 확산시키는 확산렌즈나 이와 유사한 기능을 수행하는 수단(예컨대, 커버 또는 하우징 일부분)이 구비될 수 있다. 확산렌즈 혹은 커버와 하우징 상단부(11b)는 일체로 형성될 수 있으며 적어도 하나의 색상을 가진 적어도 하나의 경광등 표시부를 형성할 수 있다. 그리고, 시스템 상부 구조에는 경광등 제어부가 포함될 수 있다.
시스템 하부 구조나 시스템 상부 구조에는 시스템 전체의 동작을 제어하기 위한 제어장치(14)가 일체로 결합될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 보안 카메라 장치와 경광등 장치가 차량 제어기에 연결되는 경우, 차량 제어기의 적어도 일부가 본 실시예의 제어장치로서 기능할 수 있다.
제어장치(14)는 경광등장치(12)와 보안 카메라 장치(13)의 동작을 제어한다. 제어장치(14)는 하우징 하단부(11a)와 하우징 상단부(11b) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 또한, 제어장치(14)는 하우징 하단부(11a)에 배치되는 제1제어장치와 하우징 상단부(11b)에 배치되는 제2제어장치를 구비할 수 있다.
여기서, 제1제어장치는 카메라, 플래시장치, 팬 등을 제어하는 보안 카메라 장치 제어부에 대응하고, 제2제어장치는 LED 또는 적외선 LED를 이용하는 경광등 장치를 제어하기 위한 경광등 제어부에 대응할 수 있다. 보안 카메라 장치 제어부나 경광등 제어부는 프로세서를 포함하고, 전원공급부 등과 함께 인쇄회로기판에 탑재되는 컨트롤러 PBA(Printed Board Assembly) 형태로 구현될 수 있다.
도 3은 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 외관 예시도이다.
도 3의 (a) 내지 (e)는 도시된 순서대로 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 사시도, 정면도, 배면도, 우측면도 및 저면측 사시도에 각각 해당한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 하우징(11)은 하우징 하단부(11a)와 하우징 상단부(11b)를 구비하며, 하우징 하단부(11a)와 하우징 상단부(11b)는 유사한 사이즈의 플레이트 형태를 구비한다.
하우징 하단부(11a)는 불투명한 재료로 이루어진 제1프레임(112)과 제1프레임(112)의 중간 중간에 일체로 배치되는 제1 윈도우 영역(111)을 구비한다. 제1 윈도우 영역(111)은 하우징(11) 내부에서 외부가 보이도록 일정 이상의 투광도를 가진 투명한 부재로 이루어진다.
이와 유사하게, 하우징 상단부(11b)는 불투명한 재료로 이루어진 제2프레임(114)과 제2프레임(114)의 가장자리(예컨대, 판상의 테두리 부분)와 길이방향에서의 양단 부분에 배치되는 제2 윈도우 영역(113)을 구비한다. 제2 윈도우 영역(113)은 제1 윈도우 영역(111)과 유사하게 하우징 내부에서 외부가 보이도록 일정 이상의 투광도를 가진 투명한 부재로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
하우징 하단부(11a)와 하우징 상단부(11b)가 서로 적층되면, 하우징 상단부(11b)의 가장자리는 하우징 하단부(11a)의 가장자리보다 외측으로 소정 길이(d1)만큼 약간 돌출될 수 있다. 이러한 돌출 구조를 이용하면, 돌출 구조가 부분적으로 지붕의 처마와 같은 역할을 함으로써 강우 등에 의해 제1 윈도우 영역(111)의 외측면 상태가 불량해지거나 햇빛 등에 의해 보안 카메라 장치의 영상에 역광이 발행하는 것을 방지하는 효과가 있다.
하우징(11)의 저면, 즉 하우징 하단부(11a)의 바닥면(115)에는 팬(도 6의 150 참조)의 공기 유입 또는 유출을 위한 하나 이상의 통기홀(116)이 구비될 수 있다. 또한, 바닥면(115)에는 배선의 인출입을 위한 하나 이상의 배선홀(117)이 구비될 수 있다.
본 실시예에서 하우징 하단부(11a)에는 보안 카메라 장치가 탑재되고, 하우징 상단부(11b)에는 경광등장치가 탑재된다. 그리고, 하우징 하단부(11a)에 제어장치가 탑재되는 것으로 설명하나, 제어장치는 하우징 상단부(11b) 혹은 하우징(11) 전체의 내부 공간에 탑재될 수 있다.
도 4는 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 보안 카메라 장치에 대한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 보안 카메라 장치는 하우징 하단부(11a)와 하우징 하단부(11a)에 수용되는 복수의 카메라를 포함한다. 도 4에는 도시의 편의상 배선, 배선홀, 통기홀 등이 생략되어 있다.
하우징 하단부(11a)는 내부 공간(118)을 가지는 플레이트 형태를 구비한다. 내부 공간(118)은 바닥면(115)과 바닥면(115)에서 대략 직각 방향으로 소정 두께만큼 연장하는 측벽에 의해 한정된다. 여기서, 측벽은 플라스틱 등의 고분자 재료나 복합재료로 이루어진 제1프레임(112)과 제1프레임(112)의 미리 정해진 위치(예컨대, 차량의 전방위 영상 획득을 위한 위치)에 설치되는 제1 윈도우 영역(111)을 포함할 수 있다. 제1 윈도우 영역(111)은 복수의 카메라(131, 132, 133)와 플래시장치(134)의 마주하는 부분에 배치된다. 제1 프레임(112)은 불투명하게 형성되나, 이에 한정되지 않고, 투명하게 형성될 수 있으며, 그 경우 측벽 전체는 하나 이상의 재료에 의해 투명하게 제작될 수 있다.
본 실시예에서, 보안 카메라 장치는 하우징 하단부(11a)의 가장자리를 둘러싸듯이 배치되는 복수의 카메라(131, 132, 133)에 더하여 적어도 하나 이상의 카메라에 각각 결합하는 플래시장치(134)와, 복수의 카메라에 각각 결합하는 제1커넥터(135)를 포함한다. 제1커넥터(135)에는 전원과 신호 전송을 위한 배선이 연결되나, 그에 대한 도시는 생략되어 있다.
복수의 카메라는 서로 다른 직경 또는 사양을 갖는 하나 이상의 제1카메라(131), 하나 이상의 제2카메라(132) 그리고 하나 이상의 제3카메라(133)를 구비한다. 본 실시예에서 제1카메라(131)는 제1직경의 제1렌즈를 구비하고 차량 전방을 폭넓게 주시하도록 하우징 하단부(11a)의 전면 중앙부에 설치되는 3대의 카메라와 차량 후방의 중앙부와 양측 모서리 전방을 향하도록 각각 배치되는 3대의 카메라를 포함한다. 제2카메라(132)는 제1직경보다 작은 제2직경의 제2렌즈를 구비하고 차량 전방의 양측방을 각각 향하도록 배치되는 2대의 카메라를 포함한다. 그리고, 제3카메라(13)는 제2직경보다 작은 제3직경의 제3렌즈를 구비하고 차량의 전방, 후방 및 양측방을 각각 향하도록 배치되는 4대의 카메라를 포함한다. 여기서, 제1직경은 35㎜, 제2직경은 8㎜ 그리고 제3직경은 4㎜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
플래시장치(134)는 인쇄회로기판상에 LED(light emitting diode)와 커넥터가 실장된 형태의 모듈로 준비될 수 있다. 플래시장치(134)는 차량 배터리를 직접 이용할 수 있도록 제어장치로부터 공급되는 직류 12V의 입력전압을 전원으로 사용하며, 제어장치나 카메라로부터의 제어신호에 따라 온(on) 또는 오프(off) 동작할 수 있다. 제어신호는 예를 들어 카메라의 트리거(trigger) 신호일 수 있다. 전원과 제어신호의 수신을 위해, 플래시장치(134)는 오픈 컬렉터(open collector), TTL(transistor-transistor logic), 포토커플러(opto-coupler) 등을 구비할 수 있다.
플래시장치(134)는 적어도 일부가 적외선 LED를 이용하여 구현될 수 있다. 적외선 플래시장치를 제1카메라(131) 또는 제2카메라(132)와 연결하면, 제1카메라(131) 또는 제2카메라(132)는 적외선 조명을 이용하여 차량의 번호판을 인식하는 보안 카메라 장치로 사용될 수 있다. 물론, 적외선 플래시장치가 연결되지 않은 카메라(예컨대 제3카메라)는 차량 주변의 영상을 촬영하고 저장하는 영상 저장용으로 이용될 수 있다.
제1커넥터(135)는 각 카메라장치에 탑재될 수 있다. 제1커넥터(135)는 제어장치와 플래시장치(134)에 연결되는 1종 이상의 커넥터로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1커넥터(135)는 BNC 커넥터, 다채널 멀티커넥터, RS232 커넥터, 기타 전원-데이터 케이블용 커넥터 등에 의해 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 서로 다른 사양의 복수의 카메라(131, 132, 133)를 이용하여 차량 전방위를 효과적으로 감시하면서 전방위 영상을 촬영하여 저장하고, 필요에 따라 차량 번호판을 인식하는 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 도 4의 보안 카메라 장치의 구조 및 작동 원리를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 그리고, 도 6은 도 5의 보안 카메라 장치의 실제 구현예에 대한 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 보안 카메라 장치는 하우징 하단부(11a), 제1카메라(131), 제2카메라(132), 제3카메라(133), 플래시장치(134), 스위칭허브(138) 및 지지부(139)가 구비된다. 하우징 하단부(11a)에는 제어장치(14)가 결합될 수 있다.
제어장치(14)는 도 9를 참조하여 후술하는 제어장치이거나 이 제어장치에서 경광등 제어부를 생략한 형태를 구비할 수 있다. 본 실시예의 제어장치(14)는 차량 제어기(Cv, 4)와 차량 배터리(Cb, 6)와 연결되는 적어도 하나의 외부 커넥터(15c)를 구비할 수 있다.
또한, 제어장치(14)는 제1 전원 포트를 통해 차량 배터리(6)의 전원을 각 카메라에 공급하고, 제2 전원 포트를 통해 차량 배터리(6)의 전원을 각 카메라에 연결된 플래시장치에 공급할 수 있다. 이때, 제어장치(14)는 각 카메라(131, 132, 133)에 공급되는 전원의 전력 주파수와 동기화된 제어 신호를 경광등장치의 오프 구간과 동기화하여 카메라 및 플래시장치의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 카메라 또는 플래시장치의 동작을 활성화하는 트리거(trigger) 신호일 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제어장치(14)는 트리거 신호를 모든 카메라에 동시에 전달하여 이들의 동작을 기설정된 패턴에 따라 동기화하여 제어하며, 각 카메라는 제어장치(14)에 제어신호(트리거 신호)에 맞추어 영상을 수집할 수 있다. 트리거 신호는 차량 배터리(6)에 연결되는 전원공급부의 전원 주파수나 제어장치의 기준 주파수의 클럭과 동기화될 수 있다.
또한, 제어장치(14)는 보안 카메라 장치의 영상이 경광등장치의 동작에 의해 불량해지는 것을 방지하기 위해 경광등장치의 동작 타이밍에 따라 보안 카메라 장치의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어장치(14)는 경광등장치의 작동 오프 기간에 보안 카메라 장치를 작동 온 시키도록 기능할 수 있다. 이를 위해, 제어장치(14)는 트리거 신호를 이용할 수 있다. 이러한 트리거 신호는, 예를 들어, 교류(AC) 전원 공급 장치의 전원 주파수로서 50㎐를 사용하는 지역이나 국가에서는 전원 주파수의 절반인 25㎐로 설정되고, 전원 주파수로서 60㎐를 사용하는 지역이나 국가에서는 전원 주파수의 절반인 30㎐로 설정될 수 있다. 경광등장치의 작동 타이밍에 맞추어 수집된 영상은 이더넷 등의 내부 네트워크를 통해 차량 탑재의 기록매체에 저장되거나 차량간 통신이나 무선 통신 등의 네트워크를 통해 외부 저장시스템으로 전송되어 저장될 수 있다.
플래시장치(134)는 카메라를 위한 플래시 조명을 위한 것으로, 모든 카메라에 각각 연결되도록 설치되거나 제3카메라(133)를 제외한 제1카메라(131)와 제2카메라(132)에 각각 연결되거나 그 반대로 연결되도록 설치될 수 있다. 플래시장치(134)는 연결된 카메라를 통해 전원을 공급받거나 제어장치(14)로부터 직접 전원을 받도록 별도의 전원 배선에 의해 제어장치(14)와 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 도시의 편의상 카메라를 통해 전원을 공급받는 것으로 도시되어 있다.
스위칭 허브(138)는 제어장치(14)와 각 카메라(131, 132, 133) 간의 데이터 송수신을 중계한다. 스위칭 허브(138)의 제1포트는 제어장치(14) 측에 연결되고, 제2포트는 각 카메라(131, 132, 133)의 제1커넥터에 연결된다.
지지부(139)는 제어장치(14) 및/또는 스위칭 허브(138)를 지지하기 위한 것으로 하우징 바닥면의 돌출구조나 하우징에 결합하는 별도의 고정수단으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 지지부(139)는 차량의 진동에 의한 충격에서 제어장치(14)와 스위치 허브(138)를 보호할 수 있도록 이들의 지지하며, 구현에 따라 소정의 탄성을 구비한 재료(탄성부재)를 포함하여 구현될 수 있다.
도 7은 도 1의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 경광등장치에 대한 예시도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 경광등장치(12)는, 판상의 하우징 상단부(11b)의 가장자리에 타원 형태의 폐곡선을 형성하듯 배치되는 복수의 조명장치(120)를 포함한다.
본 실시예에서 조명장치(120)는 LED를 이용하는 LED 광원 24개를 포함하며, 각 LED 광원은 일련번호(0, 1, 2, …, 22, 23) 순서대로 하우징 상단부(11b)의 가장자리에 배치된다. 하우징 상단부(11b)에는 경광등 제어부(149)가 배치될 수 있다.
도 8은 도 5의 보안 카메라 장치에 의한 차량 전방위 감시 및 촬영 영역을 나타낸 예시도이다.
도 8의 (a)는 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)을 탑재한 차량(2)의 좌측면도이고, 도 8의 (b)는 차량 경광등 보안 카메라 시스템에 의한 감시 및 촬영 영역의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 차량(2)에 탑재된 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)은 여섯 대의 제1카메라 중 3대의 제1카메라를 통해 차량 전방 영역(A1, A2, A3)을 중첩되게 감시 및 촬영하고, 나머지 3대의 제1카메라를 통해 차량 후방 영역(b1, B2, B3)을 서로 중첩되지 않게 감시 및 촬영하도록 구현될 수 있다. 고성능 제1카메라를 이용하면, 차량 전방위에서 영상 처리(영상 분석 등)를 통해 객체(사람, 차량, 번호판 등)를 정확하게 인식하는 것이 가능하다.
또한, 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)은 두 대의 제2카메라 중 1대의 제2카메라를 통해 차량 전방 우측 영역(C1)을 감시 및 촬영하고, 나머지 1대의 제2카메라를 통해 차량 전방 좌측 영역(C2)을 감시 및 촬영하도록 구현될 수 있다.
또한, 차량 경광등 보안 카메라 시스템(10)은 네 대의 제3카메라 중 첫 번째 1대의 제3카메라를 통해 차량 전방 영역을 감시 및 촬영하고(D1), 두 번째 1대의 제3카메라를 통해 차량 우측 전방 영역을 감시 및 촬영하고(D2), 세 번째 1대의 제3카메라를 통해 차량 후방 영역을 감시 및 촬영하며(D3), 네 번째 1대의 제3카메라를 통해 차량 좌측 전방 영역(D4)을 감시 및 촬영하도록 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 서로 다른 사양의 복수의 카메라를 이용하여 차량 전방위를 효율적으로 감시하며 촬영 영상을 저장하고, 필요에 따라 상대적으로 고성능 사양을 갖춘 일부 카메라에서 촬영된 영상을 토대로 번호판 인식 등을 기능을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 9는 도 2의 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 제어장치에 대한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 제어장치(14)는 보안 카메라 장치를 제어하기 위한 제1제어장치와 경광등장치를 제어하기 위한 제2제어장치를 구비한다. 제2제어장치는 경광등제어부(149)를 포함하고, 제1제어장치는 제어장치(14) 전체 구성에서 경광등제어부(149)를 뺀 구성으로 구현될 수 있다.
제1제어장치는 하우징 하단부에 배치되고 제2제어장치는 하우징 상단부에 배치되나, 이에 한정되지 않고, 단일 제어장치로 구성되어 하우징 하단부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제어장치는 인쇄회로기판상에 제어장치의 구성요소가 집적된 형태의 컨트롤러 PBA(Printed Board Assembly)(140) 구조를 가질 수 있다. 컨트롤러 PBA(140)를 이용하면, 시스템의 소형화와 경량화에 이점이 있다.
컨트롤러 PBA(140)는 프로세서(141), 구동부(142), 주파수 선택 스위치(143), 오실레이터(Oscillator, 144), 온도센서(145), 팬제어부(146), 전원공급부(147), 전원분배부(148) 및 경광등제어부(149)를 포함한다.
프로세서(141)는 레지스터, 산술 논리 장치 및 플래그(Flag)를 포함하는 마이크로프로세서이거나 마이크로프로세서와 메모리 등의 기타 컴퓨터 구성 요소들이 합쳐진 마이크로컨트롤러일 수 있다.
구동부(142)는 프로세서(141)의 전기적인 신호를 카메라(130)에 공급하는 장치이다. 또한, 구동부(142)는 트리거 신호를 복수의 카메라(130)에 각각 전송하여 복수의 카메라(130)를 동기화한다. 즉, 복수의 카메라(130)는 하나의 트리거 신호로 동기화되며, 트리거 신호의 상승 에지(Rising edge) 혹은 하강 에지(Falling edge)에 맞추어 영상을 취득한다. 이 트리거 신호는 시스템 클럭(클럭 신호)과 동기화된다.
트리거 신호는 특정 지역이나 나라에서 주로 사용되는 전원공급부(147)의 전원 주파수(Fp)의 배수 배 즉, (Fp×n) 혹은 전원 주파수의 1/n배 즉, [Fp×(1/n)]으로 설정될 수 있다. 여기서, n은 임의의 자연수이다. 위와 같이 트리거 신호의 주파수를 설정하면, 깜박임(Flickering) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 구동부(142)는 플래시장치의 스트로브(strobe)를 위한 입력신호를 카메라(130) 또는 카메라에 연결되는 플래시장치에 전송할 수 있다. 이러한 구동부(142)를 CMOS(Complementary metal-oxide semiconductor)를 이용하여 제작한 CMOS 라인 드라이버로 구현하면, 구성요소에 대한 원가 절감과 더불어 저전압 동작과 신호 대역에서의 고선형성을 가질 수 있다.
주파수 선택 스위치(143)는 전원 주파수에 따른 트리거 신호의 작동 주파수를 설정하기 위한 스위치이다. 주파수 선택 스위치(143)의 설정 값에 따라 프로세서(141)는 카메라의 영상 프레임을 제어할 수 있다.
오실레이터(144)는 프로세서(141)에 기준 주파수를 제공한다. 본 실시예에서 오실레이터(144)는 전력공급부(147)나 전력분배부(148)의 전력 주파수와 동기화된 기준 주파수를 출력한다. 프로세서(141)는 이러한 기준 주파수를 이용하여 경광등장치의 조명장치(120)의 오프 동작 구간에서 복수의 카메라가 영상 취득 동작을 수행할 수 있도록 구동부(142)를 통해 카메라(130)의 동작을 제어한다. 즉, 프로세서(141)는 기준 주파수의 각 클럭 신호(한 주기의 클럭)에서 경광등장치의 가장 앞선 오프 작동 구간이나 가장 늦은 오프 작동 구간에서 카메라(130)의 영상 취득 동작이 활성화될 수 있도록 카메라 제어 신호를 구동부(142)를 통해 카메라(130)에 인가할 수 있다.
온도센서(145)는 프로세서(141), 전원공급부(147) 등의 온도를 포함한 하우징 내부의 제1온도를 검출하고, 검출한 제1온도를 소정의 입력값으로 하여 프로세서(141)에 제공할 수 있다. 프로세서(141)는 제1온도에 따라 팬제어부(146)를 통해 하우징에 결합된 팬(150)을 구동할 수 있다.
팬제어부(146)는 프로세서(141)와 팬(150) 사이에 연결되어, 프로세서(141)의 제어신호에 따라 팬(150)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 팬제어부(146)는 프로세서(141)의 제1신호의 인가 여부에 따라 팬(150)을 온 또는 오프 작동시키고, 제2신호의 인가 여부에 따라 팬(150)의 속도를 빠르게 혹은 느리게 제어하도록 구현될 수 있다.
전원공급부(147)는 전원으로 사용되는 차량 배터리에 연결되어 조명장치(120), 카메라(130), 플래시장치(134), 팬(150) 등의 전력수용요소에 전력을 공급한다. 전원공급부(147)과 전력수용요소 사이에는 전원분배부(148)가 설치될 수 있다. 전원분배부(148)는 전원공급부(147)의 전력을 전력수용요소에 단순 분배하거나 필요에 따라 입력 전력을 전력수용요소에 맞는 전압 혹은 전류를 갖는 출력 전력으로 변환하여 해당 전력수용요소로 전송할 수 있다. 전원분배부(148)는 디지털-디지털 컨버터를 포함할 수 있다. 한편, 전원공급부(147)는 차량 배터리 등의 직류(DC) 전원 공급 장치로 구현되나, 이에 한정되지 않으며, 소형 발전기, 아날로그-디지털 컨버터, 디지털-아날로그 컨버터 등을 이용하여 직류(DC) 및 교류(AC) 방식 중 어느 하나로 구현될 수 있음은 당연하다.
경광등제어부(149)는 프로세서(141)의 동기화된 클럭 신호(SYN_CLK)를 수신하고, 클럭 신호에 따라 조명장치(120)의 동작을 제어하기 위한 LED 제어신호(CPU_LED)를 출력할 수 있다. 출력되는 LED 제어신호는 조명장치(120)에 전송될 뿐 아니라 프로세서(141)에도 전송된다. 이 경우, 본 실시예의 프로세서(141)는 LED 제어신호의 하강 에지(falling edge)나 상승 에지(rising edge)에 따른 경광등장치의 발광 동작이 카메라의 노출 시간에 영향을 주지 않도록 클럭 신호의 하강 에지(falling edge)나 상승 에지(rising edge)로부터 경광등장치의 동작이 시작(재시작)하기 전인 경광등장치의 가장 앞선 오프 동작 구간에서 클럭 신호의 주기에 따라 주기적으로 카메라의 영상 취득 동작을 활성화할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 제어장치(14)가 컨트롤러 PBA(printed board assembly) 구조를 갖는 것을 전제로 설명하였지만, 본 발명의 제어장치는 그러한 구성으로 한정되지 않고, 하나의 칩에 모든 구성요소가 내장된 형태에서부터 적어도 일부 구성요소가 하드웨어 방식(논리회로)으로 별도로 구성된 형태를 가질 수도 있다.
도 10은 도 9의 제어장치의 작동 원리를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 제어장치는 프로세서(141)와 경광등제어부(149) 간의 안정적인 협업을 위해 경광등장치와 보안 카메라 장치의 작동을 동기화하여 제어한다.
이를 위해, 프로세서(141)는 동기화된 트리거 신호(SYN_CLK)와 동기화된 인에이블 신호(SYN_EN)를 경광등제어부(149)에 전송한다. 경광등제어부(149)는 LED 제어신호(CPU_LED)를 조명장치(12)의 LED 광원에 전송한다.
프로세서(141)는 인에이블 신호(SYN_EN)에 의한 활성화 구간에서 소정 주기(SYN_CLK_Freq)의 트리거 신호(SYN_CLK)에 따라 소정 시간 간격을 갖는 제2구간(t2)에서 펄스폭 변조(pluse width modulation, PWM) 방식으로 경광등장치의 동작을 온 제어한다. 그리고, 프로세서(141)는 트리거 신호(SYN_CLK)의 상승 에지에 위치하는 경광등장치의 동작 오프 구간(t2)에서 영상이 취득되도록 보안 카메라 장치의 적어도 하나 이상의 카메라의 동작을 제어한다. 여기서, 경광등장치의 LED 광원의 온/오프 동작을 제어하는 LED 제어신호(CPU_LED)의 1주기에서 LED 광원의 오프 동작 구간은 제1구간(t1)과 제3구간(t3)의 합에 대응한다.
본 실시예에서 트리거 신호(SYN_CLK)는 전원 주파수의 절반으로 설정된다. 예를 들어, 전원 주파수가 50㎐이면 25㎐로 설정되고, 전원 주파수가 60㎐이면 30㎐로 설정될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 인에이블 신호(SYN_EN)는 카메라를 활성화할 뿐 아니라 카메라가 죽는 경우를 감지하고 카메라를 재기동하여 설정된 소정 주기(SYN_CLK_Freq)로 동작하도록 하는데 이용될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제어장치에서 트리거 신호에 동기화하여 경광등장치의 LED 광원의 온 동작을 제어하고, 트리거 신호의 상승 에지(혹은 하강 에지)에 동기화하여 LED 광원의 오프 동작 구간에서 보안 카메라 장치의 카메라를 통해 영상을 취득함으로써, 경광등 장치의 동작에 의해 카메라의 노출이 악영향을 받는 것을 방지하고 플리커링(Flickering) 현상을 제거하여 카메라에서 깨끗하고 선명한 영상을 획득하도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 경광등장치의 경광등제어부(149)가 다수의 LED를 포함하는 경광등장치의 조명장치(120)를 펄스폭 변조(PWM) 방식으로 동작 제어하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 트리거 신호의 상승 에지나 하강 에지 직후 조명장치(120)의 작동 오프 구간에서 보안 카메라 장치의 동작을 활성화하여 영상을 취득할 수 있다면 기존의 조명장치에 사용되는 다양한 제어 방식 중 어느 하나를 선택하여 이용하는 것도 가능하다.
도 11은 도 9의 제어장치의 다른 작동 원리를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 경광등 보안 카메라 시스템의 제어장치는 트리거 신호(SYN_CLK)의 소정 주기(SYN_CLK_Freq)에서 펄스폭 변조 방식이 아닌 온-오프 방식으로 경광등장치의 LED 광원의 온 동작을 제어하도록 구현될 수 있다.
즉, 제어장치는 트리거 신호(SYN_CLK)의 소정 주기(SYN_CLK_Freq)에 동기화하여 제1구간(t1)에서 오프 작동하고 제1구간에 이어지는 제2구간(t2)에서 온 작동하도록 구현될 수 있다. 이때, 제어장치는 경광등장치의 오프 작동 구간에 맞추어 카메라에서 영상을 취득하도록 보안 카메라 장치의 동작을 제어할 수 있다.
도 12는 도 9의 제어장치에 이용되는 경광등 제어 패턴에 대한 예시도이다. 도 13은 도 12의 경광등 제어 패턴에 따른 경광등 장치의 작동 원리를 나타낸 타이밍도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 경광등장치가 예를 들어 5개 그룹의 LED 광원(LED0 내지 LED4)을 구비할 때, 경광등장치는 5개 그룹의 LED 광원이 소정의 패턴(패턴 1) 형태를 갖고 동작하도록 제어될 수 있다.
예를 들어, 패턴 1로 나타낸 바와 같이, 경광등 장치는 5개 그룹의 LED 광원 중 연속된 2개 그룹의 LED 광원이 온 동작할 때 나머지 3개 그룹의 LED 광원이 오프 동작하면서 배치된 순서(P1 내지 Pn)대로 순차적으로 동작하도록 구현될 수 있다.
이러한 경광등장치의 작동 패턴은, 도 13에 도시한 바와 같이, 트리거 신호(SYN_CLK)의 상승 에지나 하강 에지에 맞추어 5개 그룹의 LED 광원이 P1 내지 Pn의 순서대로 순차적으로 반복적으로 작동하는 것에 대응할 수 있다.
전술한 실시예에서는 설명의 편의상 프로세서(141)와 경광등제어부(149)를 분리된 구성요소로 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 마이크로프로세서나 마이크로컨트롤러 내에 경광등제어부의 기능이나 이러한 기능을 수행하는 구성부가 탑재된 단일 집적회로(IC)칩 형태로 구현될 수 있다.
이상에서와 같이 실시 예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2: 차량 4: 차량 제어기
6: 차량 배터리 10: 차량 경광등 보안 카메라 시스템
11: 하우징 11a: 하우징 하단부
11b: 하우징 상단부 12: 발광장치
13: 보안 카메라 장치 14: 제어장치
111, 113: 윈도우 영역 112, 114: 프레임
115: 바닥면 116: 패턴홀
117: 배선홀 118: 내부 공간
131: 제1카메라 132: 제2카메라
133: 제3카메라 134: 조명장치
138: 스위칭허브 139: 지지부

Claims (8)

  1. 플레이트 형상의 하우징;
    상기 하우징의 하단부의 가장자리에서 차량 주변 전방위 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되는 보안 카메라 장치;
    상기 하우징의 상단부에 탑재되고 복수의 발광장치를 구비하는 경광등장치;
    상기 보안 카메라 장치와 상기 경광등장치의 동작을 동기화하여 제어하는 제어장치;
    상기 보안 카메라 장치는 복수의 카메라 및 상기 복수의 카메라 중 적어도 일부에 결합하는 플래시장치;
    를 포함하고,
    상기 복수의 카메라는 서로 다른 직경 또는 사양을 구비하는 제1카메라, 제2카메라 및 제3카메라를 포함하고, 상기 제1카메라는 제1직경의 제1렌즈를 구비하고 차량의 전후좌우 방향과 이들 사이의 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되며, 상기 제2카메라는 상기 제1직경보다 작은 제2직경의 제2렌즈를 구비하고 상기 차량의 전방 양측 사이드 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되며, 상기 제3카메라는 상기 제2직경보다 작은 제3직경의 제3렌즈를 구비하고 상기 차량의 전후좌우 방향을 감시하고 촬영하도록 배치되는 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 플래시장치는 상기 제1카메라와 상기 제2카메라에 연결되는 적외선 LED(Light Emitting Diode) 램프를 포함하는 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 복수의 카메라 및 상기 플래시장치와 마주하는 측벽 부분에 상기 하우징의 내부에서 외부가 보이는 하나 이상의 윈도우 영역을 포함하는 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어장치는 프로세서와 구동부를 포함하고, 주파수 선택 스위치의 설정값에 따라 전원 주파수에 동기화되는 트리거 신호에 응하여 상기 복수의 카메라에 연결된 구동부의 동작을 제어하는 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 트리거 신호에 따라 상기 경광등장치의 온 동작과 오프 동작을 제어하는 경광등제어부;,
    를 더 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 트리거 신호의 상승 에지 또는 하강 에지에 대응하는 상기 경광등장치의 오프 동작 구간에서 상기 복수의 카메라의 영상 취득 동작을 활성화하는 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 트리거 신호는 전원 주파수의 n배 혹은 1/n배로 설정되며, 여기서 n은 자연수인 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 경광등장치의 복수의 LED 광원은 복수 그룹으로 구분되어 상기 트리거 신호에 따라 기설정된 패턴으로 순차 동작하는 차량 경광등 보안 카메라 시스템.
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