KR101786581B1 - 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치 - Google Patents

Abstract

헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치는 차량의 윈드 쉴드에 영상을 표시하는 헤드업 디스플레이부; 운전자의 시선을 추적하는 시선 감지부; 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 지평선을 검출하는 지평선 검출부; 및 시선 감지부에 의해 감지된 운전자의 시선과 지평선 검출부에 의해 검출된 지평선에 따라 헤드업 디스플레이부를 제어하여 영상을 표시하는 표시 영역의 위치를 변경하는 제어부를 포함하고, 제어부는 지평선이 운전자의 시선 위로 이동하면 표시 영역을 운전자의 시선을 중심으로 위측으로 이동시키고, 지평선이 운전자의 시선 아래로 이동하면 표시 영역을 운전자의 시선을 중심으로 아래측으로 이동시키며, 제어부는 운전자의 시선의 횡좌표와 지평선의 횡좌표 사이에 표시 영역의 일부 또는 전체가 포함되도록 표시 영역의 위치를 변경하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치{DISPLAYING CONTROL APPARATUS OF HEAD UP DISPLAY}

본 발명은 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 시선을 기반으로 영상의 표시 위치를 제어하는 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치에 관한 것이다.

차량에 장착되는 사용자에 대한 정보 제공 장치는 운전자의 주의가 분산되어 사고 발생의 위험이 있다는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하는 정보 제공 장치로 헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD)가 있다. 헤드업 디스플레이는 운전자에게 제공되는 다양한 정보를 윈드 쉴드 상단에 표출할 수 있다. 이에 따라 운전자가 정보를 확인하기 위해 시선을 돌릴 필요가 없어 사고 발생의 위험을 방지할 수 있다는 장점이 있으나, 제공되는 정보들의 위치가 전방의 실제 영상의 위치와 일치하지 않고 일정한 위치에 표시되어 운전자에게 제공될 경우, 운전자가 표시된 정보를 인지하기 위하여 인지적 부하가 걸려 오히려 운전의 안전성과 편의성이 저하될 수 있다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 운전자의 시야를 바탕으로 전방에 위치한 실제 물체들의 영상과 헤드업 디스플레이에 표현되는 정보의 위치를 일치시키는 증강현실형 헤드업 디스플레이가 대두되고 있다. 증강현실형 헤드업 디스플레이는 가상 그래픽을 생성하여 운전자 전방의 실제 영상과 합성하여 표시함으로써, 운전자가 필요로 하는 정보가 운전자 전방의 실제 물체와 함께 표시되는 것처럼 운전자에게 인식될 수 있도록 할 수 있다.

그러나, 종래의 증강현실형 헤드업 디스플레이는 운전자의 시선을 고려하지 않고 항상 일정한 영역에 영상을 표시함으로써, 운전자가 해당 정보를 확인하기 위해 시선을 이동하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0138522호(2013.12.19)의 '증강 현실을 이용한 차량 정보 제공 시스템 및 그 방법'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따르면 본 발명의 목적은 운전자의 시선을 기반으로 영상의 표시 위치를 제어하여 운전자가 정보를 확인하기 위해 시선을 이동하는 불편함을 해소하고 안전 운행을 도모할 수 있도록 한 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치는 차량의 윈드 쉴드에 영상을 표시하는 헤드업 디스플레이부; 운전자의 시선을 추적하는 시선 감지부; 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 지평선을 검출하는 지평선 검출부; 및 상기 시선 감지부에 의해 감지된 상기 운전자의 시선과 상기 지평선 검출부에 의해 검출된 상기 지평선에 따라 상기 헤드업 디스플레이부를 제어하여 상기 영상을 표시하는 표시 영역의 위치를 변경하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 지평선이 상기 운전자의 시선 위로 이동하면 상기 표시 영역을 상기 운전자의 시선을 중심으로 위측으로 이동시키고, 상기 지평선이 상기 운전자의 시선 아래로 이동하면 상기 표시 영역을 상기 운전자의 시선을 중심으로 아래측으로 이동시키며, 상기 제어부는 상기 운전자의 시선의 횡좌표와 상기 지평선의 횡좌표 사이에 상기 표시 영역의 일부 또는 전체가 포함되도록 상기 표시 영역의 위치를 변경하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 시선 감지부는, 운전자의 동공, 홍채 및 얼굴 방향 중 적어도 하나를 이용하여 상기 운전자의 시선을 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치는 운전자의 시선을 기반으로 영상의 표시 위치를 제어하여 운전자가 정보를 확인하기 위해 시선을 이동하는 불편함을 해소하고 안전 운행을 도모할 수 있도록 한다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 운전자의 시선 변경에 따른 표시 영역변경 예를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 운전자의 시선과 지평선을 기반으로 한 표시 영역 변경 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 운전자의 시선 변경에 따른 표시 영역 변경 예를 나타낸 도면이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드업 디스프레이의 위치 제어 장치는 촬영부(10), 시선 감지부(20), 헤드업 디스플레이부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.

촬영부(10)는 차량 전방의 영상을 촬영한다. 특히 촬영부(10)는 주시방향 또는 차량 주행방향을 촬영하여 보행자나 장애물의 영상을 획득한다.

촬영부(10)로는 FIR(Far Infra Red) 카메라나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 카메라 또는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등이 채용될 수 있다. CMOS 카메라나 CCD 카메라는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득한다. 그리고 FIR 카메라는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영하여 영상을 획득한다.

시선 감지부(20)는 운전자의 시선을 추적한다. 시선 감지부(20)는 얼굴 방향, 홍채, 동공 등의 움직임을 촬영하고 촬영된 영상을 분석하여 운전자의 시선을 감지하고, 이를 토대로 운전자의 시선을 추적한다. 이러한 시선 감지부(20)는 운전자의 얼굴 방향이나 홍채, 동공 등과 같이 감지하는 신체 부위에 따라서 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 일 예로 대시보드 등에 설치될 수 있다.

헤드업 디스플레이부(30)는 운전자에게 여러 가지 편의 정보를 제공하는 것으로서, 차량의 윈드 쉴드에 물체에 대응되는 다양한 허상을 표시한다.

즉, 헤드업 디스플레이부(30)는 가상 그래픽을 생성하여 운전자 전방의 실제 영상과 합성하여 표시하는 것으로서, 운전자의 시야를 바탕으로 전방에 위치한 윈드 쉴드에 실제 물체들의 영상과 허상을 일치시킨다. 이러한 헤드업 디스플레이부(30)에 의해, 운전자는 제공하는 정보가 운전자 전방의 실제 물체와 함께 표시되는 것처럼 인식하게 된다.

제어부(40)는 시선 감지부(20)를 통해 운전자의 시선을 추적하도록 하고 시선 감지부(20)에 의해 감지된 시선에 따라 헤드업 디스플레이부를 제어하여 영상을 표시하는 표시 영역의 위치를 변경한다.

즉, 제어부(40)는 시선 감지부(20)에 의해 운전자의 시선이 감지되면 이 운전자의 시선에 따라 헤드업 디스플레이부를 제어하여 윈드 쉴드에 표시되는 영상이 운전자의 시선을 추종하도록 표시 영역의 위치를 변경한다.

이를 위해, 제어부(40)는 윈드 쉴드 상에 영상이 표시될 수 있는 전체 영역 내에서 운전자의 시선의 좌표, 예를 들어 횡좌표를 검출하고, 검출된 시선의 횡좌표가 표시 영역 이내에 포함되도록 표시 영역의 위치를 변경한다.

여기서, 운전자의 시선의 횡좌표는 운전자의 시선이 위치하는 전체 영역 내의 좌표로써, 수평 방향으로 그 값이 동일하며, 운전자의 시선의 높이를 나타낸다.

이와 같이 표시 영역 이내에 운전자의 시선의 횡좌표가 포함되도록 함으로써, 운전자의 시선에서 표시 영역이 크게 벗어나지 않게 되고, 이로 인해 운전자가 표시 영역 이내에 표시되는 정보를 손쉽게 인지할 수 있다.

도 2 를 참조하면, 운전자가 시선을 아래로 향하게 되면 제어부(40)는 시선 감지부(20)를 통해 검출된 운전자의 시선을 기반으로 횡좌표(S1)를 검출하고, 횡좌표(S1)가 포함되도록 표시 영역(A1)을 설정하여 해당 표시 영역에 영상을 표시한다.

이후, 운전자가 시선을 위로 향할 경우, 시선 감지부(20)는 운전자의 시선을 추적하고 이때 제어부(40)는 운전자의 시선의 횡좌표(S2)를 검출한다.

이와 같이 횡좌표가 변경(S1에서 S2로 변경)됨에 따라, 제어부(40)는 표시 영역도 변경(A1에서 A2)로 변경한다. 이 경우, 제어부(40)는 표시 영역(A2) 이내에 변경된 운전자의 시선의 횡좌표(S2)가 포함되도록 표시 영역의 위치를 조절한다.

이하 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치를 도 3 내지 도 4 를 참조하여 설명한다.

도 3 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치의 블럭 구성도이고, 도 4 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 운전자의 시선과 지평선을 기반으로 한 표시 영역 변경 예를 나타낸 도면이다.

도 3 을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치는 촬영부(10), 시선 감지부(20), 헤드업 디스플레이부(30), 지평선 검출부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.

참고로, 본 발명의 제2 실시예에서는 상기한 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하고 동일한 도면 부호를 부여한다.

지평선 검출부(50)는 촬영부(10)에서 촬영된 영상을 분석하여 지평선을 검출한다.

제어부(60)는 시선 감지부(20)를 통해 운전자의 시선을 추적하도록 지평선 검출부(50)를 통해 지평선을 검출하도록 한다. 이어 제어부(60)는 시선 감지부(20)에 의해 감지된 운전자의 시선과 지평선 검출부(50)에 의해 검출된 지평선에 따라 헤드업 디스플레이부를 제어하여 영상을 표시하는 표시 영역의 위치를 변경한다.

더욱 상세히 설명하면, 제어부(60)는 운전자의 시선을 통해 이 운전자의 시선의 횡좌표를 검출하고, 지평선의 통해 지평선의 좌표, 예를 들어 횡좌표를 검출한다. 또한 제어부(60)는 운전자의 시선의 횡좌표와 지평선의 횡좌표를 기반으로 표시 영역의 위치를 변경한다.

여기서, 지평선의 횡좌표는 전체 영역 내 지평선이 위치하는 좌표로써, 수평 방향으로 그 값이 동일하며, 지평선의 높이를 나타낸다.

이어 제어부(60)는 운전자의 시선의 횡좌표와 지평선의 좌표 사이에 표시 영역의 일부 또는 전체가 포함되도록 표시 영역의 위치를 변경한다.

즉, 주행 중에 오르막길 또는 내리막길이 있을 경우 그 지평선만을 기준으로 표시 영역을 변경하지 않고, 지평선과 운전자의 시선 사이에 표시 영역을 결정하여 해당 표시 영역에 정보를 표시함으로써, 갑작스러운 오르막길 또는 내리막길 등에 의해 지평선이 변경되어 그 표시 영역이 급격하게 변경되는 것을 방지할 수 있다.

또한 운전자의 시선에 의해 표시 영역이 결정되므로, 운전자의 시선 주변에 표시 영역이 위치할 수 있도록 함으로써, 운전자가 시선을 상대적으로 작게 변경하면서도 표시 영역 내 정보를 확인할 수 있다.

도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 차량이 주행 중에 오르막길에 도달하여 지평선이 위로 이동하게 될 경우, 제어부(60)는 표시 영역을 운전자의 시선을 중심으로 위측으로 이동시키고, 이때 표시 영역의 일부 또는 전부를 운전자의 시선의 횡좌표와 지평선의 횡좌표 사이에 위치시킴으로써, 표시 영역이 급격하게 변경되지 않도록 한다.

또한, 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이, 차량이 주행 중에 내리막길에 도달하여 지평선이 아래로 이동하게 될 경우, 제어부(60)는 표시 영역을 운전자의 시선을 중심으로 아래측으로 이동시키고, 이때 표시 영역의 일부 또는 전부를 운전자의 시선의 횡좌표와 지평선의 횡좌표 사이에 위치시킴으로써, 표시 영역이 급격하게 변경되지 않도록 한다.

이와 같이, 본 실시예는 운전자의 시선을 기반으로 영상의 표시 위치를 제어하여 운전자가 정보를 확인하기 위해 시선을 이동하는 불편함을 해소하고 안전 운행을 도모할 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 촬영부
20: 시선 감지부
30: 헤드업 디스플레이부
50: 지평선 검출부
40,60: 제어부

Claims (2)

1. 차량의 윈드 쉴드에 영상을 표시하는 헤드업 디스플레이부;
   운전자의 시선을 추적하는 시선 감지부;
   촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 지평선을 검출하는 지평선 검출부; 및
   상기 시선 감지부에 의해 감지된 상기 운전자의 시선과 상기 지평선 검출부에 의해 검출된 상기 지평선에 따라 상기 헤드업 디스플레이부를 제어하여 상기 영상을 표시하는 표시 영역의 위치를 변경하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 지평선이 상기 운전자의 시선 위로 이동하면 상기 표시 영역을 상기 운전자의 시선을 중심으로 위측으로 이동시키고, 상기 지평선이 상기 운전자의 시선 아래로 이동하면 상기 표시 영역을 상기 운전자의 시선을 중심으로 아래측으로 이동시키며,
   상기 제어부는 상기 운전자의 시선의 횡좌표와 상기 지평선의 횡좌표 사이에 상기 표시 영역의 일부 또는 전체가 포함되도록 상기 표시 영역의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 시선 감지부는,
   운전자의 동공, 홍채 및 얼굴 방향 중 적어도 하나를 이용하여 상기 운전자의 시선을 감지하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 표시 제어 장치.
   

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