KR101823656B1 - 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 침입 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가속도 센서를 포함하는 가속모듈에 의해 차량이 놓여 있는 차체공간상태 및 차창영역을 포함하는 차량 내부를 촬영한 영상에 의해 제3자의 침입을 판단하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템 및 방법{System and method for detecting vehicle invasion using image and car body space state}
본 발명은 차량 침입 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가속도 센서를 포함하는 가속모듈에 의해 차량이 놓여 있는 공간적인 상태(이하 "차체공간상태"라 함) 및 차량 창문(이하 "차창"이라 함)영역을 포함하는 차량 내부를 촬영한 영상에 의해 제3자의 침입을 판단하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 보급이 보편화되면서 사람들은 차량에서 보내는 시간이 증가하고 있으며, 이에 따라 사람들은 차량에 귀중품을 포함하여 다양한 물건들을 두고 내리는 경우가 많아지고 있다.
이와 같이 차량에 많은 물건들을 놓고 다님에 따라 도둑들의 목표 대상이 되고 있어 차량 내 물건을 도난당하거나, 차량까지 도난당하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다.
차량 및 차량 내 물품의 도난을 방지하기 위해 차량에는 침입 검출 시스템이 설치되고 있다. 통상적으로 침입 검출 시스템은 초음파 센서, 적외선 센서, 자기효과 센서, 충돌센서 등을 이용하여 차량 내부의 움직임이 검출되거나, 차량 외부에서 충격이 감지되는 경우 경보를 발생한다.
그러나 초음파 센서, 적외선 센서, 자기효과 센서 등의 감지 능력이 양호하다고 해도, 조립 및 설치 오류들에 의한 주파수 응답의 불안정성을 가질 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 신호처리 회로 및 마이크로컨트롤러 인터페이스 회로가 복잡해지며, 이로 인해 종래 침입 검출 시스템은 신뢰성이 떨어지고, 경보 오작동 비율이 높아지는 문제점이 있었다.
따라서 설치가 간편하고, 높은 신뢰성과 낮은 오류를 가지며, 실시간으로 정확하게 침입을 검출할 수 있는 침입 검출 시스템이 요구되고 있다.
등록특허 제1510948호
따라서 본 발명의 목적은 가속도 센서를 포함하는 가속모듈에 의해 차량이 놓여 있는 공간적인 상태(이하 "차체공간상태"라 함)에 따라 차량의 상황을 정상 상황인 제1상황, 도난 의심 상황인 제2상황 및 도난 상황인 제3항으로 구분하여 판단하고, 제2상황인 경우 차량 내부를 촬영한 영상에 의해 차량 창문(이하 "차창"이라 함)영역 및 차창영역 이외의 비차창영역을 분리하여 검출하고, 검출된 비차창영역의 움직임 물체를 검출하여 제2상황이 정상 상황인 제1상황의 오류인지 침입 상황인 제3상황인지를 확정하여 차량 침입을 판단하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템은: 차창영역을 포함하는 차량 내부를 촬영하여 영상을 출력하는 카메라를 포함하는 이미지 획득 모듈을 포함하여 상기 영상에 대한 정지 이미지로부터 상기 차창영역 및 비차창영역을 검출하고 상기 비차창영역에서의 움직임 물체의 검출 여부에 의해 침입 여부를 판단하는 이미지시스템; 및 가속도 센서를 포함하는 가속모듈을 포함하여 가속 모듈을 통해 측정되는 가속 모듈 값과 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 현재의 차량 상황이 정상상황인 제1상황인지, 침입 의심상황인 제2상황인지, 침입 확정 상황인 제3상황인지를 판단하고, 제2상황 판단 시 상기 이미지시스템을 구동하여 제1상황인지 제3황인지를 판단하는 경보시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시스템은: 차문의 닫힘 여부를 검출하는 도어락 장치 및, 경보를 발생하는 차량 경보시스템을 포함하고, 상기 도어락 장치를 통해 차문의 닫힘 검출 시 상기 경보시스템을 구동하고, 경보 발생 요청 신호의 수신 시 상기 차량 경보시스템을 통해 경보를 발생하는 차량시스템을 더 포함하되, 상기 경보시스템은, 상기 차량시스템에 의해는 구동되고, 상기 제3상황 판단 시 상기 차량시스템으로 경보 발생 요청 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량시스템과 경보시스템은 로컬 인터페이스 네트워크(Local Interface Network: LIN)로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이미지시스템은, 상기 카메라, 상기 카메라의 렌즈 주변에 일체로 구성되어 적외선 광을 조사하되 상기 적외선 광의 세기를 조절할 수 있는 적외선 램프 및 상기 카메라를 통해 입력되는 영상신호를 미리 설정된 영상 포맷으로 처리하여 출력하는 영상 처리부를 포함하는 이미지 획득모듈; 및 상기 영상 포맷의 영상을 리드하여 정지 이미지를 획득하고, 정지 이미지의 그레이 값을 검출하고, 검출된 그레이 값에 대응하는 적외선 광 세기 값을 리드한 후, 리드된 적외선 광 세기 값에 따라 상기 적외선 램프의 적외선 광 세기를 조절한 후 획득된 정지 이미지로부터 창기 비차창영역을 통한 움직임을 검출 여부에 의해 침입을 판단하여 제1상항인지 제3상황인지를 상기 경보시스템으로 통지하는 이미지 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지시스템은, 상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 포맷의 영상을 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 경보시스템은, 차량의 움직임에 의한 가속도를 측정하여 가속도 값인 가속 모듈 값을 출력하는 가속모듈; 상기 차량시스템과 로컬 인터커넥트 네트워크(LIN) 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 가속 모듈 값과 미리 설정되어 있는 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 상황이 제1상황, 제2상황 또는 제3상황인지를 판단한 후, 제2상황 판단 시 상기 이미지시스템을 구동하여 제1상황인지 제3상황인지를 2중으로 판단한 후, 제1상황이면 상기 이미지시스템의 구동을 중지하고, 제3상황이면 상기 통신부를 통해 차량시스템으로 경보 발생 요청 신호를 전송하는 경보 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 경보 제어부는, 상기 가속 모듈 값의 각 축에 대한 3개의 가속도 값에서 최대치 및 최소치를 산출하여 제거하고 중간 값을 취하는 메디안 필터링을 수행하고, 필터링된 가속도 값의 제1기준치를 초과하지 않으면 제1상황으로 판단하고, 상기 제1기준치를 초과하면 상기 필터링된 가속도 값들에 의한 기울기를 산출하고, 산출된 기울기와 미리 설정된 제2기준값을 비교하여 기울기가 제2기준값을 초과하지 않으면 제2상황으로 판단하고, 제2기준값을 초과하면 제3상황으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 경보 제어부는, 상기 기울기에 대한 분산값을 구한 후, 분산값과 상기 제2기준값을 비교하는 것을 특징으로 한다.
상기 카메라는 차량 내부의 차창영역이 모두 촬영되도록 차량 내부 천정에 설치되고 화각이 180도인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템은: 경보시스템이 가속 모듈을 통해 측정되는 가속 모듈 값과 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 현재의 차량 상황이 정상 상황인 제1상황인지, 침입 의심상황인 제2상황인지, 침입 확정 상황인 제3상황인지를 판단하는 차체공간상태 판단 과정; 경보시스템이 제2상황이면 이미지시스템을 구동하여 영상에 의한 침입 판단을 수행하여 제1상황인지 제3상황인지를 판단하는 영상 침입 판단 과정; 및 경보시스템이 상기 차체공간상태 판단 과정 및 영상 침입 판단 과정에 의해 현재 차량 상황이 제3상황인 것으로 판단되면 경보를 발생하는 경보 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차체공간상태 판단 과정은, 경보시스템이 도어 닫힘 검출 후 차량 상태에 따라 변경되는 가속 모듈의 기준값들을 초기화하는 초기화 단계; 경보시스템이 가속 모듈을 통해 가속모듈 값을 획득하는 가속 모듈 값 획득 단계; 상기 가속모듈 값을 메디안 필터링을 수행하는 필터링 단계; 필터링된 상기 가속모듈 값과 제1기준값을 비교하여 가속모듈 값이 제1기준값을 초과하지 않으면 제1상황으로 판단하는 제1상황 판단 단계; 필터링된 가속 모듈 값에 의한 기울기를 산출하는 기울기 산출 단계; 및 상기 산출된 기울기와 상기 초기화된 제2기준값을 비교하여 기울기 제2기준값을 초과하지 않으면 제2상황으로 결정하고, 초과하면 제3상황으로 판단하는 상황 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차체공간상태 판단 과정은, 상기 계산된 기울기의 분산값을 구하는 분산값 계산 단계를 더 포함하고, 상기 상황 판단 단계에서 상기 기울기의 분산값과 상기 제2기준값을 비교하여 제2상황 및 제3상황 중 하나를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 경보 과정은, 경보시스템이 제3상황이면 경보 발생 요청 신호를 로컬 인터커넥트 네트워크(LIN) 통신을 통해 차량시스템으로 전송하는 경보 발생 요청 단계; 및 차량시스템이 상기 경보 발생 요청 신호의 수신 시 차량 경보시스템을 통해 경보를 발생하는 경보 발생 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차체공간상태 정보 및 차창 침입 검출을 이중 적용하여 차량 침입을 판단함으로써 침입 검출의 정확성을 향상시킬 수 있어 오작동을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 시스템 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 차체공간상태 정보에 의한 일차 침입 판단 후 이상 징후 의심 판단 시에만 영상을 통한 차창 침입 검출을 수행함으로써 불필요한 전력 낭비를 감소하여 전력 소비를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 영상을 이용한 차창영역의 침입 판단을 위해 획득되는 정지 이미지의 그레이 값에 따라 적외선의 광 세기를 조절하므로 조도 변화의 영향을 적게 받는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라의 설치위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라에 의해 촬영된 차량 내부 정지 이미지를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법의 상황 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법의 이미지시스템에 의한 상황 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 시스템에서의 차량 침입 검출 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라의 설치위치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라에 의해 촬영된 차량 내부 정지 이미지를 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 침입 검출 시스템은 이미지시스템(100) 및 경보시스템(200)을 포함하며, 실시예에 따라 차량시스템(300)을 포함할 수 있을 것이다.
이미지시스템(100)은 제1전력관리모듈(Power Management Unit: PMU)(10), 이미지 획득 모듈(20), 메모리(30) 및 이미지 제어부(40)를 포함한다.
제1전력관리모듈(10)은 예를 들어, TI사에 의해 제조되는 TL2572HV-33-Q1 및 TPS735XX 등 중 하나 이상이 적용될 수 있으며, 상기 TL2572HV-33-Q1은 차량 전력을 3.3V로 변환하고, 상기 TPS735XX는 3.3V를 1.5V, 1.8V, 또는 3V로 변환한다.
즉, 제1전력 관리 모듈(10)은 차량의 배터리로부터 12V의 소스전원을 인가받아 이미지시스템(100)에 필요한 전력을 생성하여 출력하며, 특히 이미지 제어부(40)로 이미지 제어부(40)가 필요로 하는 전원을 공급한다.
또한, 제1전력 관리 모듈(10)은 역전압 보호 기능을 구비하여 배터리로부터 인가되는 역전압을 차단하여 안정적인 전원을 공급한다.
제1전력 관리 모듈(10)은 경보시스템(200)의 제어를 받아 온/오프되며, 온 시 이미지 제어부(40)로 전원을 공급하여 이미지시스템(100)을 구동한다.
이미지 획득 모듈(20)은 카메라(21) 및 영상 처리부(23)를 포함하고 실시예에 따라 적외선 램프(22)를 더 포함할 수 있을 것이다.
카메라(21)는 렌즈의 화각 안에 들어오는 상을 촬영하여 영상신호를 출력한다. 상기 카메라(21)는 도 3에서 보이는 바와 같이 차량 내측의 차창영역들이 촬영될 수 있도록 도 2와 같이 차량 내부에 설치될 수 있을 것이다. 특히, 카메라(21)는 도 2에서 보이는 바와 같이 차량 내부의 천정 중앙에 설치되는 것이 바람직하며, 화각은 180도인 것이 바람직할 것이다.
영상 처리부(23)는 상기 카메라(21)로부터 입력되는 영상신호를 미리 설정된 영상 포맷으로 변환한 영상 데이터를 출력한다.
적외선 램프(22)는 다수의 적외선 LED로 구성될 수 있으며, 카메라(21)의 렌즈 주변에 일체로 구성되어 렌즈가 향하는 방향으로 적외선 광을 조사한다. 본 발명에 따른 적외선 램프(22)는 이미지 제어부(40)의 제어를 받아 온/오프되며, 적외선 광 세기가 조절될 수 있는 램프이다.
메모리(30)는 이미지시스템(100)의 내부 메모리가 될 수도 있고, 외부 메모리가 될 수도 있을 것이다. 메모리(30)는 플래시(Flash) 메모리 등이 될 수 있을 것이다.
이미지 제어부(40)는 이미지시스템(100)의 전반적인 동작을 제어하며 경보시스템(200)과 프로세서간 통신을 수행한다. 특히, 이미지 제어부(40)는 카메라(21)로부터 입력되는 영상을 캡처하여 정지 이미지를 획득하고, 획득된 정지 이미지의 차창영역 및 비차창영역을 검출하고, 검출된 비차창영역에서 움직이는 물체가 있는지를 모니터링하고, 움직임 물체의 검출 여부에 따라 현재 차량의 상황이 정상 상황인 제1상황인지, 침입 상황인 제3상황인지를 판단한다.
또한, 이미지 제어부(40)는 최상의 정지 이미지를 획득하기 위해 이미지 획득 모듈(20)의 적외선 램프(22)를 밝기에 따라 온(On)/오프(Off)하고, 온 시 캡처된 정지 이미지의 그레이 값을 검출하고 검출된 그레이 값에 따른 적외선 광 세기 값을 로드하여 적외선 광 세기 값에 대응하도록 적외선 램프(22)를 제어하여 조사되는 적외선 광 세기를 조절한다. 이미지 제어부(40)는 적외선 광 세기의 조절 후 정지 이미지를 다시 획득하여 침입 판단을 수행할 것이다.
경보시스템(200)은 제2전력 관리 모듈(110), 가속 모듈(120), 통신부(130) 및 경보 제어부(140)를 포함하여 본 발명에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템의 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로 설명하면, 제2전력 관리 모듈(110)은 차량 배터리의 12V 소스전원을 인가받아 경보시스템(200)에 필요한 전원을 생성하여 출력하며, 특히 경보 제어부(140)로 필요 전원을 공급한다.
상기 제2전력 관리 모듈(110)은 차량시스템(300)으로부터 제어신호를 직접 입력받아 구동되도록 구성될 수도 있을 것이다. 즉, 경보시스템(200)은 차량시스템(300)의 제어를 받아 동작하도록 구성될 수도 있을 것이다.
가속모듈(120)은 적어도 3축의 가속도계로서, 3축 각각에 대한 가속도(또는 각속도)를 측정하여 출력한다(상기 가속도와 각속도는 물리법칙에 의해 상호 호환 가능한 정보이므로 이하 설명의 편의상 가속도 위주로 설명한다). 상기 가속도는 차량의 움직임, 움직임 방향 및 기울기 등에 의해 변경될 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 가속모듈(120)로는 ADI사에서 제조되는 ADXL312 등이 적용될 수 있을 것이다.
통신부(130)는 차량시스템(300)과 경보 제어부(140)의 통신을 제공한다. 통신부(130)는 로컬 인터커넥트 네트워크(Local Interconnect Network: LIN) 프로토콜이 적용되는 LIN 트랜시버가 적용될 수 있으며, 차량의 LIN 노드에 연결되어 차량시스템(300)과 통신을 수행한다.
경보 제어부(140)는 경보시스템(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로 설명하면, 경보 제어부(140)는 가속모듈(120)로부터 입력되는 가속도 값에 근거하여 차량의 견인, 타이어 도난, 제3자의 침입 등에 의한 차량의 상태인 차체공간상태를 파악하여 차체공간상태 정보를 생성하고, 차체공간상태에 따라 정상상황인 제1상황, 침입 의심 상황인 제2상황, 침입확정 상황인 제3상황으로 구분하여 현재의 차량 상황을 판단한다.
경보 제어부(140)는 제2상황으로 판단되는 경우 제1전력 관리 모듈(10)을 구동하여 이미지시스템(100)을 구동하고, 구동된 상기 이미지시스템(100)으로부터 제1상황인지 제3상황인지를 판단한 상황정보를 입력받아 최종 차량 상황을 판단한다.
경보 제어부(140)는 구동 시마다 차량의 차체공간상태에 따른 가속모듈(120)의 기준값들을 초기화한다. 이는 차량의 차체공간상태에 따라 차량의 기울기 등이 변하기 때문이다. 따라서 정확한 측정을 위해서는 차량의 차체공간상태에 따라 기준값들이 초기화되는 것이 바람직할 것이다. 즉 기준값의 초기화란 탑승자가 차량에 하차하여 차문을 닫거나 잠금 직 후의 차량 상태에 따른 가속모듈의 각 축의 위치를 결정하는 것을 의미한다.
상기 각 축의 초기 위치 결정방법을 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저, 최초 10회 동안 환경 교정값으로서 각 축의 가속 평균값 xe, ye, ze을 취한다. 그리고 둘째, 세 축의 실제 가속 출력값은 xa, ya, za 이다. 그러면, 교정 후 세 축의 가속도 값들은 하기 수학식 1과 같다.
Figure 112016026166787-pat00001
차량시스템(300)은 차량에 구성되는 전자 시스템으로 도어의 잠금 및 잠금을 해제하고, 도어의 닫힘 여부 등을 검출하여 도어 닫힘 여부 신호를 출력하는 도어락 장치, 차량의 부저, 스피커, 라이트 등을 통해 경보를 발생하는 차량 경보시스템, 차체제어모듈(Body Control Module: BCM) 등을 포함한다. 상기 장치 및 시스템들은 LIN 노드를 통해 상호 연결되어 통신을 수행할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 차량시스템(300)은 도어 닫힘 시 도어 닫힘 여부 신호를 LIN 노드를 통해 경보시스템(200)으로 전송하고, 경보시스템(200)로부터 경보 발생 요청 신호가 수신되면 차량 경보시스템을 통해 경보를 발생한다.
도 1에서는 나타내지 않았으나, 차량시스템(300)의 차량 경보시스템을 이용하지 않고, 별도의 경보부를 구성하여 경보를 발생시키도록 구성될 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 차량의 도어 닫힘 시 차량시스템(300)에 의해 제2전력 관리모듈(110)이 구동되면(S111), 경보 제어부(140)는 가속모듈(120)을 통해 측정되는 가속도 값에 의해 차체공간상태를 판단하고, 판단된 차체공간상태에 따른 상황을 판단한다(S113). 상기 상황은 상술한 바와 같이 정상상태인 제1상황, 침입의심상태인 제2상황, 침입 확정상태인 제3상황으로 구분될 것이다.
상기 상황 판단의 수행 후 경보 제어부(140)는 판단된 상황이 제1상황인지, 제2상황인지 제3상황인지를 검사한다(S115, S117, S119).
제1상황이면 경보 제어부(140)는 경보시스템(200)이 종료될 때까지(S135) 계속해서 가속모듈(120)을 통해 차체공간상태를 모니터링하고, 제3상황이면 차량시스템(300)의 차량 경보시스템을 통해 차량에 침입이 발생했음을 알리는 경보를 발생한다(S133).
반면, 제2상황인 것으로 판단되면 경보 제어부(140)는 제1전력 관리 모듈(10)을 제어하여 이미지시스템(100)을 구동하고(S123), 제1상황 및 제3상황 중 하나의 상황으로 확정하기 위해 이미지시스템(100)을 통한 획득 정지 이미지에 의한 현재의 차량 상황을 판단한다(S125).
상기 경보 제어부(140)는 판단을 수행한 후 판단된 상황이 제1상황인지 제3상황인지를 검사한다(S127, S129).
제1상황이면 경보 제어부(140)는 제1전력 관리 모듈(10)을 오프하여 이미지시스템(100)의 구동을 정지시킨(S131) 후, 가속모듈(120)을 통해 차체공간상태를 지속적으로 모니터링하고, 제3상황이면 차량시스템(300)의 차량 경보시스템을 통해 경보를 발생한다(S133).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법의 상황 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 경보 제어부(140)는 구동되면 가속모듈(120)에 의해 측정되는 가속도 값들과 비교하기 위한 기준값들을 차체공간상태에 따라 초기화한다(S211). 여기서의 초기화는 무조건적으로 특정 값으로 초기화되는 것이 아니라, 차체공간상태에 대응되는 값으로 초기화된다. 설명의 편의상 가상의 예를 들면, 기울기가 0인 상태에서 기준값(기준 가속도 값)이 1이었다면, 기울기가 1인 상태에서 기준값은 2가 될 수 있으므로, 기존 기준값이 1로 설정되어 있었다면 기준값은 2로 초기화될 것이다.
초기화가 수행되면 경보 제어부(140)는 가속모듈(120)을 통해 가속모듈 값(가속도 값)을 획득하고, 메디안 필터링을 수행하여 필터링된 가속모듈 값을 획득한다(S213). 상기 메디안 필터는 구해진 각 축의 가속도 값의 최대치 및 최소치를 산출하여 제거하고 그 중간 값을 펄스 간섭 필터링 후의 최종 결과값으로 간주한다. 상기 메디안 필터링에 의한 가속모듈(120)의 오차(특정 결함에 의해 발생되는)가 제거될 수 있을 것이다.
필터링된 가속모듈 값이 획득되면 경보 제어부(140)는 가속모듈 값이 제1기준값을 초과하는지를 검사한다(S215).
필터링된 가속모듈 값이 제1기준값을 초과하지 않으면 경보 제어부(140)는 제1상황으로 결정한다(S217).
그러나 필터링된 가속모듈 값이 제1기준값을 초과하면 경보 제어부(140)는 선형회귀를 수행하여 하기 수학식 2에 의해 기울기(각도 변화율)를 산출하고(S219), 산출된 기울기에 대한 분산값을 획득한다(S221).
Figure 112016026166787-pat00002
분산값이 획득되면 경보 제어부(140)는 분산값과 제2기준값인 기준 분산값을 비교하여 계산된 분산값이 제2기준값을 초과하는지를 검사한다(S223).
상기 설명에서는 분산값을 구한 후 제2기준값과 비교하는 경우를 나타내었으나, 계산된 기울기와 제2기준값을 비교하도록 구성될 수도 있을 것이다.
검사결과, 분산값이 제2기준값을 초과하지 않으면 제2상황으로 결정하고, 제2기준값을 초과하면 제3상황으로 결정한다(S227).
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법의 이미지시스템에 의한 상황 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면 경보 제어부(140)에 의해 구동된 이미지 제어부(40)는 이미지 획득 모듈(20)을 구동하고, 이미지 획득 모듈(20)의 카메라(21)를 통해 촬영되는 영상을 리드한다(S311).
영상이 리드되기 시작하면 이미지 제어부(40)는 영상을 캡처하여 정지 이미지를 획득한다(S313).
정지 이미지가 획득되면 이미지 제어부(40)는 정지 이미지의 그레이 값을 검출하고(S315), 검출된 그레이 값에 대응하는 적외선 광 세기 값을 로드한다(S317). 이미지 제어부(40)는 그레이 값별 적외선 광 세기 값들을 정의하고 있어야 할 것이다.
적외선 광 세기 값이 로드되면 이미지 제어부(40)는 상기 로드된 적외선 광 세기가 허용 가능한 세기인지를 판단한다(S319).
판단결과, 허용 가능한 세기가 아니면 이미지 제어부(40)는 상술한 S311 이후의 과정을 다시 실행하고, 허용 가능한 세기이면 적외선 램프(22)를 제어하여 적외선 램프(22)의 적외선 광 세기를 조절한다(S321). 상기 허용 가능한 세기가 아니면 이미지 제어부(22)는 동일한 그레이 값이 검출되더라도 적외선 광 세기 값을 일정 단위로 높이거나 낮추도록 구성될 수도 있을 것이다.
적외선 광 세기가 조절되면 이미지 제어부(40)는 다시 카메라(21)로부터 입력되는 영상을 캡처하여 정지 이미지를 획득한(S323) 후, 정지 이미지 내의 차창영역을 검출하고 검출된 차창영역에 근거하여 움직임 물체의 존재 여부를 검사하여 침입 여부를 판단한다(S325).
판단결과, 침입이 발생된 것으로 판단되면 제3상황으로 결정하고(S329), 침입이 발생되지 않았으면 제1상항으로 결정하여(S331) 경보 제어부(140)로 통지할 것이다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 제1전력 관리 모듈 20: 이미지 획득 모듈
21: 카메라 22: 적외선 램프
23: 영상 처리부 30: 외부 메모리
40: 이미지 제어부 100: 이미지시스템
110: 제2전력 관리 모듈 120: 가속모듈
130: 통신부 140: 경보 제어부
200: 경보시스템 300: 차량시스템

Claims (13)

  1. 차창영역을 포함하는 차량 내부를 촬영하여 영상을 출력하는 카메라를 포함하는 이미지 획득 모듈을 포함하여 상기 영상에 대한 정지 이미지로부터 상기 차창영역 및 비차창영역을 검출하고 상기 비차창영역에서의 움직임 물체의 검출 여부에 의해 침입 여부를 판단하는 이미지시스템;
    가속도 센서를 포함하는 가속모듈을 포함하여 가속 모듈을 통해 측정되는 가속 모듈 값과 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 현재의 차량 상황이 정상상황인 제1상황인지, 침입 의심상황인 제2상황인지, 침입 확정 상황인 제3상황인지를 판단하고, 제2상황 판단 시 상기 이미지시스템을 구동하여 제1상황인지 제3황인지를 판단하는 경보시스템; 및
    차문의 닫힘 여부를 검출하는 도어락 장치 및, 경보를 발생하는 차량 경보시스템을 포함하고, 상기 도어락 장치를 통해 차문의 닫힘 검출 시 상기 경보시스템을 구동하고, 경보 발생 요청 신호의 수신 시 상기 차량 경보시스템을 통해 경보를 발생하는 차량시스템을 포함하고,
    상기 경보시스템은,
    상기 차량시스템에 의해는 구동되고, 상기 제3상황 판단 시 상기 차량시스템으로 경보 발생 요청 신호를 전송하되,
    차량의 움직임에 의한 가속도를 측정하여 가속도 값인 가속 모듈 값을 출력하는 가속모듈;
    상기 차량시스템과 로컬 인터커넥트 네트워크(LIN) 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 가속 모듈 값과 미리 설정되어 있는 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 상황이 제1상황, 제2상황 또는 제3상황인지를 판단한 후, 제2상황 판단 시 상기 이미지시스템을 구동하여 제1상황인지 제3상황인지를 2중으로 판단한 후, 제1상황이면 상기 이미지시스템의 구동을 중지하고, 제3상황이면 상기 통신부를 통해 차량시스템으로 경보 발생 요청 신호를 전송하는 경보 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량시스템과 경보시스템은 로컬 인터페이스 네트워크(Local Interface Network: LIN)로 연결되는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  4. 차창영역을 포함하는 차량 내부를 촬영하여 영상을 출력하는 카메라를 포함하는 이미지 획득 모듈을 포함하여 상기 영상에 대한 정지 이미지로부터 상기 차창영역 및 비차창영역을 검출하고 상기 비차창영역에서의 움직임 물체의 검출 여부에 의해 침입 여부를 판단하는 이미지시스템; 및
    가속도 센서를 포함하는 가속모듈을 포함하여 가속 모듈을 통해 측정되는 가속 모듈 값과 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 현재의 차량 상황이 정상상황인 제1상황인지, 침입 의심상황인 제2상황인지, 침입 확정 상황인 제3상황인지를 판단하고, 제2상황 판단 시 상기 이미지시스템을 구동하여 제1상황인지 제3황인지를 판단하는 경보시스템을 포함하되,
    상기 이미지시스템은,
    상기 카메라, 상기 카메라의 렌즈 주변에 일체로 구성되어 적외선 광을 조사하되 상기 적외선 광의 세기를 조절할 수 있는 적외선 램프 및 상기 카메라를 통해 입력되는 영상신호를 미리 설정된 영상 포맷으로 처리하여 출력하는 영상 처리부를 포함하는 이미지 획득모듈; 및
    상기 영상 포맷의 영상을 리드하여 정지 이미지를 획득하고, 정지 이미지의 그레이 값을 검출하고, 검출된 그레이 값에 대응하는 적외선 광 세기 값을 리드한 후, 리드된 적외선 광 세기 값에 따라 상기 적외선 램프의 적외선 광 세기를 조절한 후 획득된 정지 이미지로부터 창기 비차창영역을 통한 움직임을 검출 여부에 의해 침입을 판단하여 제1상항인지 제3상황인지를 상기 경보시스템으로 통지하는 이미지 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이미지시스템은,
    상기 영상 처리부에서 출력되는 영상 포맷의 영상을 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경보 제어부는,
    상기 가속 모듈 값의 각 축에 대한 3개의 가속도 값에서 최대치 및 최소치를 산출하여 제거하고 중간 값을 취하는 메디안 필터링을 수행하고, 필터링된 가속도 값의 제1기준치를 초과하지 않으면 제1상황으로 판단하고, 상기 제1기준치를 초과하면 상기 필터링된 가속도 값들에 의한 기울기를 산출하고, 산출된 기울기와 미리 설정된 제2기준값을 비교하여 기울기가 제2기준값을 초과하지 않으면 제2상황으로 판단하고, 제2기준값을 초과하면 제3상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경보 제어부는, 상기 기울기에 대한 분산값을 구한 후, 분산값과 상기 제2기준값을 비교하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 차량 내부의 차창영역이 모두 촬영되도록 차량 내부 천정에 설치되고 화각이 180도인 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 시스템.
  10. 경보시스템이 가속 모듈을 통해 측정되는 가속 모듈 값과 기준값들을 비교하여 차체공간상태에 따른 현재의 차량 상황이 정상 상황인 제1상황인지, 침입 의심상황인 제2상황인지, 침입 확정 상황인 제3상황인지를 판단하는 차체공간상태 판단 과정;
    경보시스템이 제2상황이면 이미지시스템을 구동하여 영상에 의한 침입 판단을 수행하여 제1상황인지 제3상황인지를 판단하는 영상 침입 판단 과정; 및
    경보시스템이 상기 차체공간상태 판단 과정 및 영상 침입 판단 과정에 의해 현재 차량 상황이 제3상황인 것으로 판단되면 경보를 발생하는 경보 과정을 포함하되,
    상기 차체공간상태 판단 과정은,
    경보시스템이 도어 닫힘 검출 후 차량 상태에 따라 변경되는 가속 모듈의 기준값들을 초기화하는 초기화 단계;
    경보시스템이 가속 모듈을 통해 가속모듈 값을 획득하는 가속 모듈 값 획득 단계;
    상기 가속모듈 값을 메디안 필터링을 수행하는 필터링 단계;
    필터링된 상기 가속모듈 값과 제1기준값을 비교하여 가속모듈 값이 제1기준값을 초과하지 않으면 제1상황으로 판단하는 제1상황 판단 단계;
    필터링된 가속 모듈 값에 의한 기울기를 산출하는 기울기 산출 단계; 및
    상기 산출된 기울기와 상기 초기화된 제2기준값을 비교하여 기울기 제2기준값을 초과하지 않으면 제2상황으로 결정하고, 초과하면 제3상황으로 판단하는 상황 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 차체공간상태 판단 과정은,
    상기 계산된 기울기의 분산값을 구하는 분산값 계산 단계를 더 포함하고,
    상기 상황 판단 단계에서 상기 기울기의 분산값과 상기 제2기준값을 비교하여 제2상황 및 제3상황 중 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 경보 과정은,
    경보시스템이 제3상황이면 경보 발생 요청 신호를 로컬 인터커넥트 네트워크(LIN) 통신을 통해 차량시스템으로 전송하는 경보 발생 요청 단계; 및
    차량시스템이 상기 경보 발생 요청 신호의 수신 시 차량 경보시스템을 통해 경보를 발생하는 경보 발생 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체공간상태 및 영상을 이용한 차량 침입 검출 방법.
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