KR101714062B1 - 이더넷 기반의 영상 제공 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이더넷 기반의 영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량의 전방 촬영 영상에서 각 주행 보조시스템이 요구하는 영상의 특정 영역을 추출한 후 대용량 및 실시간 전송이 가능한 TT(Time Triggered) 이더넷을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송함으로써, 각 주행 보조시스템이 카메라를 구비하지 않아도 해당 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 하는, 이더넷 기반의 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 이더넷 기반의 영상 제공 장치에 있어서, 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하는 저장수단; 차량 전방의 전체 영상을 획득하는 영상 획득수단; 상기 저장수단에 저장되어 있는 영상 영역정보를 기반으로 상기 영상 획득수단이 획득한 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출하는 제어수단; 및 상기 제어수단이 추출한 각 영역의 영상을 해당 주행 보조시스템으로 전송하는 이더넷 통신수단을 포함한다.
이를 위하여, 본 발명은 이더넷 기반의 영상 제공 장치에 있어서, 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하는 저장수단; 차량 전방의 전체 영상을 획득하는 영상 획득수단; 상기 저장수단에 저장되어 있는 영상 영역정보를 기반으로 상기 영상 획득수단이 획득한 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출하는 제어수단; 및 상기 제어수단이 추출한 각 영역의 영상을 해당 주행 보조시스템으로 전송하는 이더넷 통신수단을 포함한다.
Description
본 발명은 이더넷 기반의 영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 전방 촬영 영상에서 각 주행 보조시스템이 요구하는 영상의 특정 영역을 추출한 후 대용량 및 실시간 전송이 가능한 TT(Time Triggered) 이더넷을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송하는, 이더넷 기반의 영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
기술의 발전과 더불어 안전하고 편리한 주행을 보조하기 위한 다양한 주행 보조시스템들이 개발되고 있으며 실제 차량에 적용되고 있다.
이러한 주행 보조시스템으로는 차선이탈 경보시스템(LDWS: Lane Departure Warning System), 충돌 방지시스템(Collision Avoidance System), 교통표지판 인식시스템 등이 있다.
차선이탈 경보시스템은 운전자의 장시간 운전이나 졸음 운전 또는 휴대 전화 사용 등에 따른 전방 주시 태만 등의 부주의로 주행 차선을 이탈하는 경우 이를 운전자에게 경고하여 차선 이탈로 인해 발생하는 사고를 미연에 방지하도록 한다.
즉, 차선이탈 경보시스템은 차량의 전방에 설치된 카메라를 통해 주행 도로 영상을 수집하고, 수집되는 영상을 분석하여 차량이 차선을 이탈할 것으로 판단하면 스티어링 휠에 토크 혹은 진동을 가하거나 경보음의 송출을 통해 운전자에게 차선 이탈을 경고하여 운전자의 차선 복귀를 유도한다.
충돌 방지시스템은 차량의 전방에 설치된 카메라를 통해 전방 영상을 수집하고, 수집되는 영상을 분석하여 전방 차량과의 충돌이 예상되는 경우 경보를 울려 운전자로 하여금 충돌을 방지하도록 한다.
교통표지판 인식시스템은 전방에 설치된 카메라를 통해 전방 우측 영상(보통 차도와 인도가 접하는 위치)을 수집하고, 수집되는 영상을 분석하여 교통표지판을 인식한 후 운전자에게 알리거나 차량을 자동 제어한다.
이러한 다양한 주행 보조시스템은 일부 또는 모두가 차량에 구비되어 각각의 기능을 수행하고 있는데, 차량 내 통신 방식(CAN, LIN, FlexRay, MOST 등)의 특성상 각 주행 보조시스템이 전용 카메라를 각각 구비해야 하기 때문에 사업자에게 비용적 부담으로 작용하는 것은 물론 그 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량의 전방 촬영 영상에서 각 주행 보조시스템이 요구하는 영상의 특정 영역을 추출한 후 대용량 및 실시간 전송이 가능한 TT(Time Triggered) 이더넷을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송함으로써, 각 주행 보조시스템이 카메라를 구비하지 않아도 해당 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 하는, 이더넷 기반의 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량 내에 탑재되는 이더넷 기반의 영상 제공 장치에 있어서, 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하는 저장수단; 차량 전방의 전체 영상을 획득하는 영상 획득수단; 상기 저장수단에 저장되어 있는 영상 영역정보를 기반으로 상기 영상 획득수단이 획득한 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출하는 제어수단; 및 상기 제어수단이 추출한 각 영역의 영상을 해당 주행 보조시스템으로 전송하는 이더넷 통신수단을 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량 내에서 이더넷 기반으로 영상을 제공하는 방법에 있어서, 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하는 단계; 차량 전방의 전체 영상을 획득하는 단계; 상기 영상 영역정보를 기반으로 상기 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출하는 단계; 및 상기 추출한 각 영역의 영상을 이더넷 통신을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송하는 단계를 포함한다.
이러한 본 발명은 각 주행 보조시스템이 전용 카메라를 구비하지 않아도 되도록 하는 장점이 있다.
상기와 같은 본 발명은, 차량의 전방 촬영 영상에서 각 주행 보조시스템이 요구하는 영상의 특정 영역을 추출한 후 대용량 및 실시간 전송이 가능한 TT(Time Triggered) 이더넷을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송함으로써, 각 주행 보조시스템이 카메라를 구비하지 않아도 해당 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 이더넷 기반의 영상 제공 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 영상 획득부의 일실시예 구성도,
도 3 은 다양한 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 영상 제공 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 영상 획득부의 일실시예 구성도,
도 3 은 다양한 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 영상 제공 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 이더넷 기반의 영상 제공 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이더넷 기반의 영상 제공 장치는, 저장부(10), 영상 획득부(20), 제어부(30), 및 이더넷 통신부(40)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 저장부(10)는 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하고 있다.
즉, 저장부(10)는 일예로 차선이탈 경보시스템(LDWS: Lane Departure Warning System), 충돌 방지시스템(Collision Avoidance System), 교통표지판 인식시스템 등에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하고 있다.
영상 획득부(20)는 차량의 전방에 구비되어 차량 전방의 영상을 촬영한다.
제어부(30)는 저장부(10)에 저장되어 있는 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 기반으로 영상 획득부(20)가 촬영한 영상에서 해당 영역의 영상을 추출한 후 이더넷 통신부(40)를 통해 전송한다.
이더넷 통신부(40)는 제어부(30)에서 추출된 각 영역의 영상을 해당 주행 보조시스템으로 전송한다.
이하, 도 2를 참조하여 영상 획득부(20)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 영상 획득부의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 획득부(20)는, 피사체의 반사광을 입사받는 렌즈(210), 렌즈(210)를 통해 입사된 광신호의 색, 휘도 또는 명도 따위의 정보를 검출하는 검출기(220), 검출기(220)를 거친 광신호를 전기적인 신호로 변환, 즉 빛의 세기에 비례하여 전하를 생성하는 이미지 센서(230), 이미지 센서(230)를 통해서 변환된 전기신호 중에서 영상정보 이외에 불필요한 전기신호를 제거하는 노이즈 제거기(240), 노이즈 제거기(240)에서 걸러진 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환기(250), 미리 설정된 그리드 패턴을 구성하는 각각의 픽셀(빛의 세기를 인식하는 이미지 센서(230)의 최소 개체 단위)에 대한 좌표값과 이에 대한 변위값이 저장된 왜곡변환 테이블(291)과 색보간 알고리즘과 같은 각종 애플리케이션 프로그램을 저장하는 프로그램 저장기(292)를 구비한 메모리(290), 영상신호가 출력될 수 있도록 표시부(280)를 구동하는 영상처리기(270) 및 신호 변환기(250)에서 변환된 디지털 신호에서 왜곡변환 테이블(291)에 저장된 좌표값에 해당되는 픽셀에 대해 좌표값을 변경 즉, 렌즈의 왜곡수차 특성에 의한 왜곡된 영상의 픽셀 좌표값을 보정한 후, 프로그램 저장기(292)에 저장된 색보간 알고리즘에 따라 픽셀에 대한 색을 보간하는 왜곡보정기(260)를 포함한다.
전술한 구성에서, 검출기(220)는 자외선을 차단하는 UV필터, 빛의 반사를 제거시키는 편광필터, 여러 광원 중에서 특정 광원을 보정할 수 있는 색보정필터 또는 반사광의 색정보를 조합하여 칼라 이미지를 전달하는 RGB필터 등으로 구현될 수 있다.
이미지 센서(230)는 광전변환 반도체와 전자결합소자(charge coupled devices)로 구성된 CCD센서 또는 광전변환 반도체와 CMOS(complementary metal oxide semi-conductor) 스위치로 구성된 CMOS센서로 구현될 수 있는데, 일정하게 배열된 픽셀의 수가 많을수록 정확한 이미지를 생성시킨다.
왜곡변환 테이블(291)은 비휘발성메모리인 롬(ROM), 바람직하게는 이피롬(EPROM)으로 구현될 수 있는데, 렌즈의 교체 또는 추가시, 해당 렌즈의 왜곡율에 맞는 새로운 좌표 변위값으로 변경될 수 있다. 이를 위해, USB와 같은 외부연결단자가 영상 획득부(20)의 외부에 구비될 수 있다.
프로그램 저장기(292) 또한 비휘발성메모리인 롬(ROM), 바람직하게는 이피롬(EPROM)으로 구현될 수 있는데, 가장 인접한 이웃 화소 보간(nearest neighbor replication), 양선형 보간(bilinear interpolation), 패턴 일치 보간(pattern matching based interpolation) 또는 경계값 보존 보간(edge sensing interpolation) 등의 색보간 알고리즘이 저장될 수 있다.
이외에, 노이즈 제거기(240)는 노이즈 저감회로인 CDS(Correlated Double Sampling Circuit)로 구현될 수 있으며, 신호 변환기(250)는 A/D 컨버터로 구현될 수 있다.
또한, 왜곡 보정기(260)는 마이컴으로 구현될 수 있으며, 영상 처리기(270)는 DSP로 구현될 수 있고, 표시기(280)는 LCD로 구현될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 영상 영역정보에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 3 은 다양한 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역에 대한 일예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차선이탈 경보시스템(31)에서 요구하는 영상은 전체 전방 영상에서 도로의 차선을 포함하는 영상(①)이고, 충돌 방지시스템(32)에서 요구하는 영상은 전체 전방 영상에서 앞 차량을 포함하는 영상(②)이며, 교통표지판 인식시스템(33)에서 요구하는 영상은 전체 전방 영상에서 교통표지판을 포함하는 영상(③)이다.
따라서, 저장부(10)는 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상의 영역에 대한 정보를 저장하고 있으며, 이 외에도 전방 영상을 요구하는 시스템에 상응하는 영상 영역정보를 저장할 수 있다.
이때, 전체 전방 영상은 HD(High Definition)급 영상으로서, 해상도가 최소 1024×960으로 각 주행 보조시스템에서 요구하는 모든 영상을 포함하고 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 영상 제공 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 저장부(10)는 운전자로부터 입력받은 각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하고 있다(401).
이후, 영상 획득부(20)는 차량 전방의 전체 영상을 획득한다(402).
이후, 제어부(30)는 저장부(10)에 저장되어 있는 영상 영역정보를 기반으로 영상 획득부(20)가 획득한 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출(분할)한다(403).
이후, 제어부(30)가 추출한 각 영역의 영상을 이더넷 통신을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송한다(404).
이러한 본 발명은 TT 이더넷 통신을 차량에 적용하여 주행 보조시스템의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 저장부 20 : 영상 획득부
30 : 제어부 40 : 이더넷 통신부
30 : 제어부 40 : 이더넷 통신부
Claims (5)
- 차량에 탑재되는 이더넷 기반의 영상 제공 장치에 있어서,
각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하는 저장수단;
상기 차량 전방의 전체 영상을 획득하는 영상 획득수단;
상기 저장수단에 저장되어 있는 영상 영역정보를 기반으로 상기 영상 획득수단이 획득한 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출하는 제어수단; 및
상기 제어수단이 추출한 각 영역의 영상을 해당 주행 보조시스템으로 전송하는 이더넷 통신수단
을 포함하는 이더넷 기반의 영상 제공 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 저장수단은,
차선이탈 경보시스템에서 요구하는 도로의 차선 영상에 대한 영역정보, 충돌 방지시스템에서 요구하는 앞 차량 영상에 대한 영역정보, 및 교통표지판 인식시스템에서 요구하는 교통표지판 영상에 대한 영역정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 이더넷 기반의 영상 제공 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이더넷은 TT(Time Triggered) 이더넷인 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 영상 제공 장치.
- 차량 내에서 이더넷 기반으로 영상을 제공하는 방법에 있어서,
각 주행 보조시스템에서 요구하는 영상 영역정보를 저장하는 단계;
차량 전방의 전체 영상을 획득하는 단계;
상기 영상 영역정보를 기반으로 상기 전체 영상에서 해당 영역의 영상을 추출하는 단계; 및
상기 추출한 각 영역의 영상을 이더넷 통신을 통해 해당 주행 보조시스템으로 전송하는 단계
를 포함하는 이더넷 기반의 영상 제공 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 영상 영역정보는,
차선이탈 경보시스템에서 요구하는 도로의 차선 영상에 대한 영역정보, 충돌 방지시스템에서 요구하는 앞 차량 영상에 대한 영역정보, 및 교통표지판 인식시스템에서 요구하는 교통표지판 영상에 대한 영역정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 이더넷 기반의 영상 제공 방법.
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