KR101684782B1 - 우적 감응형 와이퍼 장치 - Google Patents

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    • B60S1/0833—Optical rain sensor
    • H04N5/225—

Abstract

본 발명은 우적(雨滴) 감응형 와이퍼 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 촬영부를 차량의 대시보드(dashboard) 또는 차량 실내에 설치함으로써, 윈드 쉴드 글래스를 향하여 넓은 면적 및 각도로 촬영할 수 있음과 아울러, 기준 영상과 실시간의 촬영 영상 간의 화소 변화차를 이용하여 우적 발생 여부를 정밀하면서도 용이하게 감지할 수 있는 우적 감응형 와이퍼 장치에 관한 것이다.

Description

우적 감응형 와이퍼 장치{Rain sensing type wiper apparatus}
본 발명은 우적(雨滴) 감응형 와이퍼 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 촬영부를 차량의 대시보드(dashboard) 또는 차량 실내에 설치함으로써, 윈드 쉴드 글래스를 향하여 넓은 면적 및 각도로 촬영할 수 있음과 아울러, 기준 영상과 실시간의 촬영 영상 간의 화소 변화차를 이용하여 우적 발생 여부를 정밀하면서도 용이하게 감지할 수 있는 우적 감응형 와이퍼 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 승용차, 산업용 차량, 군사용 차량 분야에서 지능화 차량(intelligent vehicle)에 대한 관심이 급속히 증대되어가고 있다. 이러한, 지능화 차량을 구현하기 위해서는 차량의 위치나 속도와 같은 차량의 상태 정보와 차량 외부의 환경 정보를 실시간으로 인식할 수 있어야 할 뿐만 아니라, 이러한 차량 정보를 바탕으로 차량을 반자동 또는 자동으로 제어할 수 있어야 한다. 이러한 이유로, 지능화 차량에서는 운전자의 편의성을 위하여 차량의 일부를 제어하는 운전자 보조 시스템이나 운전자의 안전을 위하여 차량 정보를 제공하고 위험 상황을 경고하는 충돌 경고 시스템 등과 같은 다양한 지능형 센싱 및 제어 알고리즘이 요구된다.
이러한 운전자의 안전성과 편의성에 영향을 미치는 차량 부품 중에서, 윈드쉴드 글래스는 차량 운전 시 운전자의 안전을 위한 시야 확보에 가장 많은 영향을 미치는 부분이다. 즉, 운전자의 시야를 방해하는 비가 오는 우천시에, 윈드 쉴드 글래스 와이퍼 시스템은 운전자의 안전성을 보장하는 데 있어 매우 핵심적인 역할을 수행한다.
그러나 비의 양은 시간과 차량의 속도에 따라 불규칙적으로 변하기 때문에, 전통적인 와이퍼 시스템의 경우, 충분한 시야를 확보하기 위해서는 와이퍼의 속도와 작동 주기를 수시로 변화시켜야 한다. 이러한 와이퍼 제어를 위한 조절은 운전자의 신경을 분산시키고, 부주의한 운전을 유발시켜, 교통 사고의 직접적인 원인이 되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 비의 양(우적)에 따라 자동으로 와이퍼의 속도와 작동 주기를 조절하여주는 우적 감응형 와이퍼 장치에 대한 연구 개발이 진행되어 왔다. 특히 우적 감응형 와이퍼 장치가 정상적으로 동작하기 위해서는 시간과 차량의 속도에 따라 변하는 비의 양이나 속도 등과 같은 강우 상태가 정확하게 측정되어야 한다.
이러한 목적을 만족시키기 위하여, 대다수의 우적 감응형 와이퍼 장치에서는 주로 광학식 레인 센서(optical rainsensor)가 사용되고 있다. 이러한 광학식 레인 센서는 비의 양을 감지하기 위하여, 매질에 따른 빛의 반사율이 다르다는 점을 이용한다.
즉 마른 윈드 쉴드 글래스인 경우의 빛의 반사 각도와 젖은 윈드 쉴드 글래스인 경우의 반사각도가 다르기 때문에, 특정 지점에 들어오는 빛의 양은 달라진다는 원리를 이용하여 비를 감지한다.
이러한 원리에 입각하여, 종래의 우적 감응형 와이퍼 장치에서는 LED가 빛을 방출하고 윈드 쉴드 글래스 표면의 빗물(우적)에 의해 반사되어 돌아오는 빛의 양을 포토 다이오드가 측정하고, 측정된 빛의 양에 따라 비의 양을 계산하는 알고리즘을 이용하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 레인센서는 광학센서를 이용한 것으로, 마른 윈드 쉴드 글래스에서의 빛의 반사 각도와 젖은 윈드 쉴드 글래스에서의 빛의 반사 각도 차이를 계산하여, 강우량을 측정하는 것으로, 광학센서가 설치된 윈드 쉴드 글래스의 국부적인 영역에만 빗방울이 묻어 있거나 비가 흘러내리는 경우, 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제 10-0660561 호 (2006년12월15일 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 영상 촬영부를 차량의 윈드 쉴드 글래스를 향하여 넓은 면적 및 각도로 촬영할 수 있도록 차량의 대시보드(dashboard) 또는 차량 실내에 설치함으로써, 대면적의 영상 확보가 가능하여 보다 정밀한 우적(雨滴) 측정이 가능한 우적 감응형 와이퍼 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기준 영상과 실시간의 촬영 영상 간의 화소 변화차를 이용하여 우적 발생 여부를 정확하면서도 용이하게 감지할 수 있는 우적 감응형 와이퍼 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 영상 촬영부의 초점이 우적이 맺히는 윈드 쉴드 글래스의 외면에 위치하게 되어 윈드 쉴드 글래스 외측의 변화되는 배경은 촬영하지 않고 오직 우적(빗방울) 만을 정확하게 촬영하여 제공할 수 있는 우적 감응형 와이퍼 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치는; 차량의 윈드 쉴드 글래스 상에 맺히는 우적을 감지하여 와이퍼 구동부를 통해 와이퍼를 구동하기 위한 우적 감응형 와이퍼 장치로서, 차량의 대시보드 중앙에 상기 윈드 쉴드 글래스를 수직방향으로 촬영하도록 설치되되 윈드 쉴드 글래스의 외면이 촛점거리가 되도록 설치되어 상기 윈드 쉴드 글래스를 향하여 화상을 촬영하여 배경이 없는 실시간의 영상을 획득하여 출력하는 영상 촬영부; 및 상기 영상 촬영부로부터 획득된 실시간의 영상을 입력받아 행렬(matrix)을 이루는 복수의 단위 화소 영역으로 구분하고, 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분된 실시간의 영상과 이에 대응되는 기저장된 기준 영상과 비교하여 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차를 실시간으로 계산하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 영상 촬영부로부터 획득된 실시간의 영상을 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분하고, 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분된 실시간의 영상과 이에 대응되는 상기 기준 영상과 비교하여 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차를 실시간으로 계산하는 화소 변화 계산부; 상기 계산된 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 미만인 경우에는 흑색으로 처리하고, 일정의 기준값 이상인 경우에는 우적 화상을 표시하는 화상 처리부; 상기 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 이상인 각 단위 화소 영역의 수가 일정 기준수보다 많은 경우 우적이 발생된 것으로 판단하고, 상기 화상 처리부에 의해 처리된 화상을 토대로 단위 화소 영역의 수의 증감 및 차량의 속도 중 적어도 어느 하나 이상에 따른 와이퍼의 구동속도를 결정하는 우적 발생 판단부; 및 상기 우적 발생 판단부에 의해 우적이 발생된 것으로 판단되고 와이퍼의 구동속도가 결정되면, 상기 와이퍼의 구동 여부 및 구동속도에 대응하는 우적 신호를 발생시켜 그 신호를 와이퍼 구동부로 전달하여 상기 와이퍼를 구동하도록 하는 우적 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한 상기 기준 영상의 각 단위 화소 영역의 기준 화소값 정보, 상기 영상 촬영부로부터 획득된 실시간의 영상의 각 단위 화소 영역의 화소값 정보 및 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차의 기준이 되는 상기 기준값이 저장되는 메모리부를 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
또한 상기 영상 촬영부는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치에 의하면, 영상 촬영부를 차량의 윈드 쉴드 글래스를 향하여 넓은 면적 및 각도로 촬영할 수 있도록 차량의 대시보드 또는 차량 실내에 설치함으로써, 대면적의 영상확보가 가능하여 보다 정밀한 우적 측정이 가능한 효과가 있다.
또한 기준 영상과 실시간의 촬영 영상 간의 화소 변화차를 이용하여 우적 발생 여부를 정확하면서도 용이하게 감지할 수 있는 효과도 있다.
또한 영상 촬영부의 초점이 우적이 맺히는 윈드 쉴드 글래스의 외면에 위치하게 되어 주행 등의 주변 환경이 바뀌더라도 윈드 쉴드 글래스 외측의 변화되는 배경은 촬영하지 않고 오직 우적 만을 선명하게 촬영하여 화상 정보로서 제공할 수 있는 장점도 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 제어부의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 설치 상태를 나타내는 개략적인 설치 상태도이다.
도 3은 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스의 전체 기준 영상에 대한 화소값을 4×4 화소 프레임으로 나타낸 설명도이다.
도 4는 우적이 존재하는 윈드 쉴드 글래스의 촬영 영상에 대한 화소값을 4×4 화소 프레임으로 나타낸 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 화소 처리부에 의해 처리된 화상을 나타내는 도면이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제 1 , 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 블록도이고, 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 제어부의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 설치 상태를 나타내는 개략적인 설치 상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치(100)는, 차량의 윈드 쉴드 글래스(1) 상에 맺히는 우적(雨滴)을 감지하여 와이퍼(2)를 구동하기 위한 우적 감응형 와이퍼 장치로서, 차량의 대시보드(dashboard)(3) 또는 차량 실내에 설치되어 상기 윈드 쉴드 글래스(1)를 향하여 실시간으로 화상을 촬영하여 실시간의 영상을 획득하기 위한 영상 촬영부(10) 및 상기 영상 촬영부(10)로부터 획득된 실시간의 영상을 입력받아 매트릭스 형태로 행렬을 이루는복수의 단위 화소 영역으로 구분하고, 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분된 실시간의 영상과 이에 대응되는 기저장된 기준 영상과 비교하여 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차를 실시간으로 계산하는 제어부(20)를 포함하여 이루어지며, 상기 제어부(20)는 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 이상인 경우에는 우적이 발생한 것으로 판단하여 와이퍼 구동부(40)를 통해 상기 와이퍼(2)를 구동하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 촬영부(10)는 차량의 대시보드(3) 또는 차량 실내에 설치됨으로써, 상기 윈드 쉴드 글래스(1)를 향하여 넓은 면적 및 각도로 윈드 쉴드 글래스(1)를 촬영할 수 있게 된다.
여기서, 상기 영상 촬영부(10)는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라가 바람직하나, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 카메라도 가능하며, 본 발명에 있어 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 영상 촬영부(10)의 초점은 우적이 맺히는 윈드 쉴드 글래스(1) 영역(외면)에 위치하도록 하여 주행 등의 주변 환경의 변화에 따른 오작동 등을 고려하여 윈드 쉴드 글래스(1) 외측의 변화되는 배경은 촬영되지 않고 윈드 쉴드 글래스(1)의 외면에 결상된 우적 만이 선명하게 촬영될 수 있게 된다.
한편, 상기 영상 촬영부(10)의 대시보드(3) 상의 설치 위치는 제한되는 것은 아니나, 대시보드(3)의 좌우측 보다는 중앙 위치에 설치되는 것이 상기 윈드 쉴드 글래스(1)를 향하여 보다 넓은 면적 및 각도를 확보할 수 있어 바람직하다.
다만, 대시보드(3) 또는 차량 실내 상의 설치 위치에 제약이 있는 경우에는 상기 영상 촬영부(10)의 촬영 각도를 조절하여 윈드 쉴드 글래스(1)를 향한 최대한의 넓은 면적 및 각도를 확보할 수 있게 된다.
상기 제어부(20)는 상기 영상 촬영부(10)로부터 획득된 실시간의 영상을 입력받아 매트릭스 형태로 행과 열을 이루는 복수의 단위 화소 영역으로 구분하고, 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분된 실시간의 영상과 이에 대응되는 기저장된 우적이 존재하지 않는 기준 영상과 비교하여 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차를 실시간으로 계산하는 화소 변화 계산부(21), 상기 화소 변화 계산부(21)에 의해 계산된 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 미만인 경우에는 흑색으로 처리하고, 일정의 기준값 이상인 경우에는 우적 화상을 표시하는 화상 처리부(22), 상기 화상 처리부(22)에 의해 표시된 전체 화소 영역을 토대로 우적 발생 분포의 조밀도를 감지하여 우적 발생 여부를 판단하는 우적 발생 판단부(23) 및 상기 우적 발생 판단부(23)에 의해 우적이 발생된 경우, 우적 신호를 발생시켜 그 신호를 와이퍼 구동부(40)로 전달하여 와이퍼(2)를 구동하도록 하는 우적 신호 발생부(24)를 포함하여 이루어진다.
상기 제어부(20)는 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 이상인 각 단위 화소 영역의 수가 전체 화소 영역을 기준으로 일정 기준수보다 많은 경우 우적이 발생된 것으로 판단하여 와이퍼 구동부(40)를 통해 상기 와이퍼(2)를 구동하도록 한다.
상기 화상 처리부(22)는 계산된 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값(예를 들면 1) 미만인 경우에는 흑색으로 처리하고, 일정의 기준값 이상인 경우에는 우적 화상을 표시하도록 한다.
이때, 상기 제어부(20)는 상기 화상 처리부(22)에 의해 처리된 화상을 토대로 우적 발생 분포의 조밀도를 판단하여 우적 발생 여부를 판단하고 우적 발생 분포의 조밀도가 높은 것으로 판단하는 경우, 우적이 발생한 것으로 판단하여 상기 와이퍼(2)를 구동하게 된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치(100)는, 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스(1)의 기준 영상 정보(각 단위 화소 영역의 기준 화소값 정보)와 영상 촬영부(10)로부터 획득된 실시간의 영상 정보(각 단위 화소 영역의 화소값 정보)가 저장되는 메모리부(30)를 더 포함하여 이루어진다.
물론, 상기 메모리부(30)에는 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차의 기준이 되는 화소 변화차의 기준값도 함께 저장된다.
아울러, 상기 메모리부(30)에 저장된 윈드 쉴드 글래스(1)의 기준 영상 정보(각 단위 화소 영역의 기준 화소값 정보)는 설정 상황 변경에 따라 제어부(20)의 제어에 의해 수시로 변경 또는 갱신될 수 있도록 되어 있다.
상기 와이퍼 구동부(40)는 상기 제어부(20)의 우적 발생 판단부(23)에 전기적으로 연결되어 우적 신호가 발생된 경우에, 그 신호를 수신하여 와이퍼(2)를 구동하는 역할을 수행한다.
이러한 와이퍼의 구동부(40)는 구동모터가 바람직하나, 본 발명에 있어 그 구동수단을 한정하는 것은 아니다.
도 3은 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스의 전체 기준 영상에 대한 화소값을 4×4 화소(픽셀) 프레임으로 나타낸 설명도이고, 도 4는 우적이 존재하는 윈드 쉴드 글래스의 촬영 영상에 대한 화소값을 4×4 화소(픽셀) 프레임으로 나타낸 설명도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치의 화소 처리부에 의해 처리된 화상을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치(100)의 영상 촬영부(10)에 의해 촬영되는 윈드 쉴드 글래스(1)의 전체 영역은 예를 들면, 640*480 픽셀(화소) 프레임이며, 전체 영역을 매트릭스 형태의 4×4 행렬을 이루는 단위 화소 영역(프레임)으로 나누어 표시하였다.
그러나, 도시된 예는 하나의 예를 나타내는 것으로 전체 화소 프레임의 크기나 형태 또는 단위 화소 영역의 수를 한정하는 것은 아니며, 다양한 크기와 다양한 행렬(matrix)로 표시할 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스(1)의 기준 영상에 대한 전체 화소 영역을 4×4 매트릭스 형태의 단위 화소 영역으로 구분하여, 각 단위 화소 영역인 A∼A15은 기준의 화소값을 갖게 된다.
상기 A∼A15의 화소값은 각각 상기 메모리부(30)에 미리 저장되어 있으며, 각 단위 화소 영역의 화소값은 우적이 존재하지 않는 경우이므로, 동일 또는 거의 유사한 값을 가짐이 바람직하다.
여기서, 기준 화소값의 설정은 차량의 대시 보드나 차량 실내에 장착되는 조건 및/또는 우적 판단에 대한 감지부의 정밀도 등을 고려하여 설정됨은 물론이다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 영상 촬영부(10)로부터 획득된 실시간의 영상 중에 우적이 존재하는 윈드 쉴드 글래스(1)의 영상에 대한 전체 화소 영역을 4×4 매트릭스 형태의 단위 화소 영역으로 구분하여, 각 단위 화소 영역인 B∼B15은 실제 해당 윈드 쉴드 글래스(1)의 해당 영역에 결상된 우적에 따라 변화된 화소값을 갖게 되고, 제어부(10)의 화소 변화 계산부(21)에서는 실시간으로 변화된 각 단위 화소 영역의 화소값을 계산하게 된다.
여기서, 복수의 단위 화소 영역(B∼B15)으로 구분된 우적이 존재하는 윈드 쉴드 글래스의 실제 영상은 복수의 단위 화소 영역(A∼A15)으로 구분된 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스의 동일 위치 및 크기에 대응되는 영상이다.
이때, 윈드 쉴드 글래스(1)의 표면에 결상된 우적에 의해 A∼A15의 화소값들은 변화되며, 변화된 B∼B15의 화소값들은 메모리부(30)에 실시간으로 저장됨과 동시에, 화소 변화 계산부(21)에 의해 각 영역에서의 화소 변화차를 실시간으로 계산하게 된다.
즉, 화소 변화 계산부(21)는 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스의 A∼A15 영역과 이에 대응하는 실시간의 윈드 쉴드 글래스의 B∼B15 영역에 대하여 상호 대응 단위 화소 영역에서의 화소값의 변화 즉, ｜Ax－Bx｜(여기서 x는 1∼15의 정수값)의 값을 계산하게 된다.
상기 화상 처리부(22)는 상기 화소 변화 계산부(21)에 계산된 ｜Ax－Bx｜의 값이 일정의 기준값(예를 들면 "1") 미만인 경우에는 해당 영역에 감지되는 우적이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 일정의 기준값(예를 들면 "1") 이상인 경우에는 해당 영역에 감지되는 우적이 존재하지 않는 것으로 판단한다.
물론, 해당 단위 화소 영역에 먼지 등과 같이 미세한 물체가 있는 경우는 화소값의 큰 변화가 없는 경우이므로 기준값 미만으로 계산되어 우적이 존재하지 않는 것으로 판단하게 되는 것이다.
이와 같이 상기 화상 처리부(22)에 의해 우적이 존재하지 않는 윈드 쉴드 글래스의 A∼A15 영역과 이에 대응하는 실시간의 윈드 쉴드 글래스의 B∼B15 영역 모두에 대하여 ｜Ax－Bx｜의 값을 계산한 후, 각 영역에서 계산된 값이 화소 변화 계산부(21)에 의해 계산된 값이 기준값 미만인 경우에는 흑색으로 처리하고, 기준값 이상인 경우에는 우적 화상을 표시하여 도 5와 같이 우적을 나타내는 처리 화상을 표시하게 된다.
여기서, 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위해 전체 화소 영역을 4×4 행렬로만 나타내고 있으나, 실제 단위 화소 영역은 미세하게 구분되며, 이에 따라 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차에 의한 처리 화상은 도 5와 같이 우적이 없는 흑색 부분과 우적이 존재하는 밝은 부분으로 명확히 표시될 수 있는 것이다.
상기 우적 발생 판단부(23)는 상기 화소 변화 계산부(21)에 계산된 ｜Ax－Bx｜의 값이 기준값(예를 들면 "1")을 초과하여 발생된 단위 화소 영역 수와 상기 화상 처리부(22)에 의해 표시된 전체 화소 영역의 처리 화상을 토대로 우적 발생 분포를 감지하여 우적 발생 여부를 판단하게 된다.
즉, 상기 우적 발생 판단부(23)는 상기 화소 변화 계산부(21)에 계산된 ｜Ax－Bx｜의 값이 기준값(예를 들면 "1")을 초과하여 발생된 각 단위 화소 영역의 수가 일정 기준수보다 많은 경우나, 또는 화상 처리부(22)에 의해 표시된 전체 화소 영역의 처리 화상을 토대로 우적 발생 분포가 넓게 형성되는 경우에는 우적, 즉 빗물이 윈드 쉴드 글래스 표면에 맺히고 있다고 판단하여 우적 발생 신호를 발생하게 된다.
상기 우적 신호 발생부(24)는 상기 우적 발생 판단부(23)의 판단에 의해 우적 발생이 일어난 경우, 우적 신호를 발생시키게 되고, 그 신호를 와이퍼 구동부(40)로 전달하게 된다.
최종적으로 상기 와이퍼 구동부(40)는 상기 우적 신호 발생부(24)로부터 우적 발생 신호를 수신한 경우, 와이퍼 구동부(40)를 구동하여 와이퍼(2)가 작동하도록 하여 윈드 쉴드 글래스 표면에 맺히는 우적을 제거할 수 있도록 한다.
한편, 상기 우적 발생 판단부(23)에서는 상기 화소 변화 계산부(21)에 계산된 ｜Ax－Bx｜의 값이 기준값(예를 들면 "1")을 초과하여 발생된 단위 화소 영역 수가 기준수를 초과하여 지속적으로 증가하거나, 또는 화상 처리부(22)에 의해 실시간으로 표시되는 전체 화소 영역의 처리 화상의 우적 발생 분포의 조밀도가 증가된다고 판단되는 경우에는 와이퍼 구동부(40)를 통해 와이퍼(2)의 구동 속도를 증가시킬 수 있도록 한다.
즉, 상기 우적 발생 판단부(23)는 상기 전체 화소 영역을 기준으로 기준값의 초과 발생 단위 화소 영역수의 증감 및/또는 실시간으로 표시되는 전체 화소값 변화 영역의 우적 발생 분포의 조밀도, 차량의 속도 등을 판단하여 와이퍼(2)의 구동 속도를 조절할 수 있게 된다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 이상에서 본 발명의 실시예에 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.
100: 본 발명에 따른 우적 감응형 와이퍼 장치
1: 차량의 윈드 쉴드 글래스 2: 와이퍼
3: 대시보드(dashboard)
10: 영상 촬영부 20: 제어부
21: 화소 변화 계산부 22: 화상 처리부
23: 우적 발생 판단부 24: 우적 신호 발생부
30: 메모리부 40: 와이퍼 구동부

Claims (8)

  1. 차량의 윈드 쉴드 글래스 상에 맺히는 우적을 감지하여 와이퍼 구동부를 통해 와이퍼를 구동하기 위한 우적 감응형 와이퍼 장치로서,
    차량의 대시보드 중앙에서 상기 윈드 쉴드 글래스를 수직방향으로 촬영하도록 설치되되 윈드 쉴드 글래스의 외면이 촛점거리가 되도록 설치되어 상기 윈드 쉴드 글래스를 향하여 화상을 촬영하여 배경이 없는 실시간의 영상을 획득하여 출력하는 영상 촬영부; 및
    상기 영상 촬영부로부터 획득된 실시간의 영상을 입력받아 행렬(matrix)을 이루는 복수의 단위 화소 영역으로 구분하고, 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분된 실시간의 영상과 이에 대응되는 기저장된 기준 영상과 비교하여 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차를 실시간으로 계산하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 영상 촬영부로부터 획득된 실시간의 영상을 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분하고, 상기 복수의 단위 화소 영역으로 구분된 실시간의 영상과 이에 대응되는 상기 기준 영상과 비교하여 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차를 실시간으로 계산하는 화소 변화 계산부;
    상기 계산된 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 미만인 경우에는 흑색으로 처리하고, 일정의 기준값 이상인 경우에는 우적 화상을 표시하는 화상 처리부;
    상기 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차가 일정의 기준값 이상인 단위 화소 영역의 수가 일정 기준수보다 많은 경우 우적이 발생된 것으로 판단하고, 상기 화상 처리부에 의해 처리된 화상을 토대로 단위 화소 영역의 수의 증감 및 차량의 속도 중 적어도 어느 하나 이상에 따른 와이퍼의 구동속도를 결정하는 우적 발생 판단부; 및
    상기 우적 발생 판단부에 의해 우적이 발생된 것으로 판단되고 와이퍼의 구동속도가 결정되면, 상기 와이퍼의 구동 여부 및 구동속도에 대응하는 우적 신호를 발생시켜 그 신호를 와이퍼 구동부로 전달하여 상기 와이퍼를 구동하도록 하는 우적 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 우적 감응형 와이퍼 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 영상의 각 단위 화소 영역의 기준 화소값 정보, 상기 영상 촬영부로부터 획득된 실시간의 영상의 각 단위 화소 영역의 화소값 정보 및 각 단위 화소 영역에 대한 화소 변화차의 기준이 되는 상기 기준값이 저장되는 메모리부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우적 감응형 와이퍼 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 촬영부는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라인 것을 특징으로 하는 우적 감응형 와이퍼 장치.
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