KR101896718B1 - 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 카메라를 설정 속도로 왕복 이동 가능하게 설치하여 감지대상물체의 움직임을 빠르고 차량 움직임과 관계없이 정확하게 측정할 수 있는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 차량 주변 감지시스템은 차량의 일 측에 이동 가능하게 설치되어 설정 속도로 이동하며 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력하는 센서 모듈; 및 상기 감지정보에 상기 차량의 속도, 상기 감지대상물체의 움직임 및 상기 센서 모듈의 속도를 반영하여 상기 감지대상물체의 이동거리를 산출하여 출력 모듈을 통해 출력하도록 제어하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템 및 방법{A detecting system and method using a movable camera}

본 발명은 차량에 설치된 카메라를 이용하여 차량 주변의 물체를 감지하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

차량 감지시스템은 차량 사고 예방을 위해 차량에 다양한 센서를 설치하여 각종 장애물, 근접 차량을 감지한다. 차량 감지시스템은 예를 들어 차량의 전후방에 카메라를 설치하여 차량의 주변 물체를 검출하고 검출한 주변 물체 및 차량과의 이격 거리를 계산하여 사용자에게 표시해줄 수 있다.

그런데 이러한 종래의 전후방 카메라는 차량의 전후방의 특정 위치에 고정되어 차량이 이동하게 되면 카메라가 차량 주변의 물체를 연속적으로 촬영한다. 그리고 종래의 전후방 카메라는 연속적으로 촬영된 주변 물체의 영상들을 서로 비교 분석하여 상기 물체의 이동 거리 즉 움직임을 파악한다.

즉 차량이 저속으로 이동하거나 정지 중인 상태에서는 영상에서 물체(예를 들어 차량 주변에 고정 설치된 물체의 경우)의 움직임이 미미하거나 물체의 움직임이 아예 없게 된다. 이에 종래의 전후방 카메라는 물체의 움직임에 따라 물체의 이동거리를 산출하는 카메라 시스템의 원리를 이용하므로(영상 내에 물체의 위치 변화를 통해 물체의 이동 거리를 산출하므로) 그 물체의 이동 거리를 파악하기 쉽지 않다. 반대로 종래의 전후방 카메라는 차량이 고속으로 주행한다고 하더라도 해당 차량의 주변에서 상기 차량과 동일한 속도로 이동하는 다른 차량이 접근한 경우에도 위와 동일한 이유로 상기 다른 차량의 이동 거리를 파악하기 쉽지 않은 문제점이 있다.

만약 종래의 전후방 카메라는 물체의 위치 변화가 없으면 해당 물체가 고정되었다고 판단하기 위해서도 많은 양의 영상들을 서로 비교하여 해당 물체가 계속 동일한 위치에 있어야만 상기 물체가 움직임이 없다고 판단해야 하는 등 상기 물체의 이동 거리를 파악하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 차량의 카메라를 설정 속도로 왕복 이동 가능하게 설치하여 감지대상물체의 움직임을 빠르며 차량 움직임과 관계없이 정확하게 측정할 수 있는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 차량 주변 감지시스템은 차량의 일 측에 이동 가능하게 설치되어 설정 속도로 이동하며 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력하는 센서 모듈; 및 상기 감지정보에 상기 차량의 속도, 상기 감지대상물체의 움직임 및 상기 센서 모듈의 속도를 반영하여 상기 감지대상물체의 이동거리를 산출하여 출력 모듈을 통해 출력하도록 제어하는 제어 모듈을 포함한다.

여기서 본 발명의 상기 센서 모듈은 차량의 일 측에 설치된 레일; 상기 레일에 설치되고 상기 센서 모듈이 고정되며 상기 레일에서 왕복 운동하는 이동 모듈; 및 제어 신호에 따라 상기 이동 모듈의 왕복 운동을 제어하는 구동 모듈을 더 포함한다.

한편 본 발명의 상기 센서 모듈은 카메라로 이루어지고, 상기 제어 모듈은 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 감지대상물체의 움직임을 산출한다.

한편 본 발명의 상기 제어 모듈은 상기 차량의 속도를 기준으로 감지대상물체의 움직임 및 상기 차량의 속도 간의 차이인 상대속도가 큰 감지대상물체에 대한 이동거리 및 차량과의 이격거리를 우선적으로 출력한다.

한편 본 발명의 상기 제어 모듈은 속도가 빠른 상기 감지대상물체를 감지하기 위해 상기 센서 모듈의 왕복 속도를 기준 속도보다 더 빠르게 제어한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 주변 감지 방법은, 차량의 일 측에 이동 가능하게 설치된 센서 모듈이 설정 속도로 이동하며 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력하는 단계, 및 상기 감지정보에 상기 차량의 속도, 상기 감지대상물체의 움직임 및 상기 센서 모듈의 속도를 반영하여 상기 감지대상물체의 이동거리를 산출하여 출력하도록 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 주변 감지시스템은 이동하는 센서 모듈을 이용하여 차량의 주변의 감지대상물체를 감지하고 상기 감지대상물체의 움직임과 상기 센서 모듈의 이동 속도 간의 차이인 상대속도를 이용하여 상기 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력한다. 이에 본 발명의 주변 감지시스템은 차량이 정지해있는 상태에서의 주변 감지대상물체 또는 차량이 주행 중인 상태에서 상기 차량과 동일 속도로 이동하는 주변 감지대상물체에 대해서도 이동하고 있는 카메라에 의해 항상 특정 움직임을 갖는 감지정보의 출력이 가능하다. 이에 본 발명의 주변 감지시스템은 빠른 속도로 상기 감지대상물체의 이동거리를 산출할 수 있다는 효과를 제공한다.

또한 본 발명의 본 발명의 주변 감지시스템은 센서 모듈 예컨대 카메라가 일정 거리를 왕복 운동하므로 시야각이 넓은 고가의 카메라를 설치하지 않고도 실질적으로 카메라의 시야각을 넓힐 수 있게 된다. 이에 본 발명의 주변 감지시스템은 차량 주변의 보다 넓은 범위에서 감지대상물체를 감지할 수 있다는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 센서 모듈이 차량에서 왕복 운동하며 차량의 주변 영상을 촬영하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 제어 모듈이 카메라가 촬영한 영상에서 움직이는 감지대상물체와 배경을 서로 분리하는 모습을 나타내는 화면 캡쳐도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지 방법에 대한 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 센서모듈이 차량에서 왕복 운동하며 차량의 주변 영상을 촬영하는 모습을 나타내는 평면도이다.

본 발명에 따른 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템(100)(이하 '차량 감지 시스템(100)')은 레일(10), 이동 모듈(20), 센서 모듈(30), 구동 모듈(40) 및 제어 모듈(50)을 포함한다.

레일(10)은 차량의 일 측 바람직하게는 차량 전방의 우측 및 좌측과 차량 후방의 우측 및 좌측에 각각 1개씩 총 4개가 설치된다. 여기서 레일(10)의 왕복 거리는 1-10cm 사이로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 좁은 거리를 빠르게 왕복할 수 있도록 1-2cm로 이루어지는 것이 좋다.

이동 모듈(20)은 레일(10)에 설치되고 센서 모듈(30)이 고정되는 고정 장치 역할을 하며, 레일(10)에서 설정 속도로 왕복 운동한다. 여기서, 이동 모듈(20)은 초기 설정 속도로 왕복 운동하는 것으로 하며, 자차의 속도 또는 감지대상물체의 속도에 따라서 가변된 설정 속도로 왕복 운동할 수 있다.

구동 모듈(40)은 모터 등으로 마련되어 제어 모듈(50)의 제어 신호(동작 여부, 이동 속도 등)에 따라 이동 모듈(20)을 왕복 운동시킨다.센서 모듈(30)은 차량의 일 측에 이동 가능하게 설치되어 이동 모듈(20)에 의해 설정 속도로 이동하며 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력한다. 이때, 센서 모듈(30)은 감지정보를 실시간으로 출력할 수 있으며, 설정에 따라 일정 시간 간격으로 출력할 수도 있다. 여기서, 센서 모듈(30)은 카메라로 이루어지는 것이 바람직하지만 초음파 센서 등의 각종 장애물 감지 센서의 이용이 가능하다. 또한, 센서 모듈(30)은 소형화되어 좁은 공간에서의 왕복 운동이 가능하며 낮은 해상도(예컨대 320*240)와 높은 FPS(60 FPS 이상)의 카메라를 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 센서 모듈(30)은 감지대상물체가 정지상태이거나 차량과 등속 이동 상태에서 정지한 것처럼 보일지라도 항상 왕복 운동하며, 감지대상물체가 실제로는 움직이지 않는 것처럼 보이지만 움직이는 것처럼 보이게 한다. 이에 센서 모듈(30)은 센서 모듈(30)의 왕복 이동 속도와 감지대상물체와의 상대속도(물체의 움직임-상기 센서 모듈(30)의 속도=상대속도)를 산출할 수 있다.

도 3은 도 1의 제어 모듈이 카메라가 촬영한 영상에서 움직이는 감지대상물체와 배경을 서로 분리하는 모습을 나타내는 화면 캡쳐도로서, 도 3의 (a)는 제어 모듈이 카메라가 촬영한 영상에서 감지대상물체의 움직임을 산출하는 동작을 나타낸 것이고, (b)는 영상에서 움직이는 감지대상물체와 배경을 서로 분리하는 동작을 나타낸 것이다.

이와 같이, 제어 모듈(50)은 감지정보에 차량의 속도, 감지대상물체의 움직임 및 센서 모듈(30)의 속도를 반영하여 감지대상물체의 이동거리 및 차량과의 이격거리를 산출하여 출력 모듈을 통해 출력하도록 제어한다. 즉, 제어 모듈(50)은 도 3의 (a)와 같이, 우선 카메라가 촬영한 영상에서 감지대상물체의 움직임을 산출하고, 도 3의 (b)와 같이. 영상에서 움직이는 감지대상물체와 배경을 서로 분리하여 감지대상물체의 움직임을 정확히 파악한다.

종래에는 감지대상물체가 정지상태이거나 차량과 등속 이동 상태에서 정지한 것처럼 보일 경우 감지대상물체와 배경간의 구분이 쉽지 않아 감지대상물체의 움직임만을 용이하게 검출하기 어려웠으나, 본 발명에 따르면, 감지대상물체가 정지상태이거나 차량과 등속 이동 상태에서 정지한 것처럼 보일지라도 센서 모듈(30)이 항상 움직이며 영상에서 감지대상물체의 움직임을 제공한다.

이에 본 발명은 센서 모듈(30)의 움직임을 이미 알고 있으므로 배경에서 센서 모듈(30)의 이동 움직임을 배경에서 제거해주면 되므로 감지대상물체와 배경간의 구분이 쉽게 된다.

따라서, 본 발명은 제어 모듈(50)의 배경과 감지대상물체를 구분하는 처리 속도(화질이 좋지 않을 경우 배경에서 감지대상물체의 움직임 검출에 대한 처리 속도가 지연될 수 있음)를 더욱 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명은 감지대상물체의 움직임이 없으면 배경과의 구분이 쉽지 않을 때 주로 발생하는 배경에 따른 감지대상물체 움직임의 산출 오류 등의 문제점도 해결할 수 있다.

또한, 제어 모듈(50)은 차량의 속도를 기준으로 감지대상물체의 움직임 및 센서 모듈(30)의 속도 간의 차이인 상대속도를 이용하여 감지대상물체의 이동거리(감지대상물체의 이동거리 = 차량의 속도+감지대상물체의 움직임-센서 모듈의 속도)를 산출할 수 있다.

또한, 제어 모듈(50)은 영상에서의 감지대상물체의 크기 등을 기 설정된 기준치와 비교하여 감지대상물체 및 차량과의 이격거리도 산출할 수 있다. 이때, 제어 모듈(50)은 차량의 속도를 기준으로 감지대상물체의 움직임 및 차량의 속도 간의 차이인 상대속도가 큰, 즉, 위험도가 높은 감지대상물체, 예를 들어, 고속주행 시 차량의 전후방, 저속 주행 시 차량의 후방, 주차 시 차량의 전후방에 대한 이동거리 및 차량과의 이격거리를 우선적으로 출력할 수 있다.

여기서, 제어 모듈(50)은 센서 모듈(30)의 레일(10)에서의 왕복 이동 속도를 자차의 속도 또는 감지대상물체의 속도에 따라서 구동 모듈(40)을 제어하여 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(50)은 차량의 속도가 80km/h이상으로 빠른 경우 빠른 속도의 후방 접근 차량 또는 느린 속도의 전방 차량이 위험요소가 큰 감지대상물체가 될 수 있다.

이 경우, 제어 모듈(50)은 차량의 전방에 위치한 센서 모듈(30)의 속도는 느리게 예컨대 2cm/s로 제어하고 후방에 위치한 센서 모듈(30)의 속도는 빠르게, 예컨대 4cm/s로 제어할 수 있다. 이는 감지대상물체가 빠르게 이동하는 경우 센서 모듈(30)의 왕복 속도를 같이 빠르게 해야 빠르게 움직이는 감지대상물체의 이동 거리를 효과적으로 감지할 수 있기 때문이다. 반대로 감지대상물체가 느리게 이동하는 경우 센서 모듈(30)의 왕복 속도를 같이 느리게 해야 느리게 움직이는 감지대상물체의 이동 거리를 효과적으로 감지할 수 있다.

한편, 제어 모듈(50)은 차량의 속도가 80km/h 미만으로 보통이거나 느릴 경우 전후방의 빠른 차량들이 위험요소인 감지대상물체가 되므로 센서 모듈(30)의 왕복 속도를 느리게 제어할 수 있다. 한편, 제어 모듈(50)은 차량이 주차 중이어서 속도가 매우 느린 경우 전후방의 느린 감지대상물체가 위험요소가 센서 모듈(30)의 왕복 속도를 같이 느리게 하여 감지대상물체의 이동 거리를 효과적으로 감지할 수 있다.

한편 구동 모듈(40)은 제어 모듈(50)의 제어 신호에 따라 이동 모듈(20)의 왕복 운동을 제어할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템(100)의 동작을 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지 방법에 대한 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.

차량 주변 감지시스템(100)의 센서 모듈(30)은 설정 속도로 왕복 운동하며(S10) 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력한다(S11).

이어서 차량 주변 감지시스템(100)의 제어 모듈(50)은 감지정보에 차량의 속도, 감지대상물체의 움직임 및 센서 모듈(30)의 속도를 반영한다(S12).

이어서 차량 주변 감지시스템(100)의 제어 모듈(50)은 감지대상물체의 이동거리 및 차량과의 이격거리를 산출하여 출력 모듈(미 도시)을 통해 출력한다(S13).

이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 레일 20: 이동 모듈
30: 센서 모듈 40: 구동 모듈
50: 제어 모듈

Claims (9)

1. 차량 주변 감지시스템으로서,
   차량의 일 측에 이동 가능하게 설치되어 설정 속도로 이동하며 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력하는 센서 모듈; 및
   상기 감지정보에 상기 차량의 속도, 상기 감지대상물체의 움직임 및 상기 센서 모듈의 속도를 반영하여 상기 감지대상물체의 이동거리를 산출하여 출력 모듈을 통해 출력하도록 제어하는 제어 모듈을 포함하며,
   상기 센서 모듈은 카메라로 이루어지고,
   상기 제어 모듈은, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 감지대상물체의 움직임을 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   차량의 일 측에 설치된 레일;
   상기 레일에 설치되고 상기 센서 모듈이 고정되며 상기 레일에서 왕복 운동하는 이동 모듈; 및
   제어 신호에 따라 상기 이동 모듈의 왕복 운동을 제어하는 구동 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어 모듈은,
   상기 차량의 속도를 기준으로 감지대상물체의 움직임 및 상기 차량의 속도 간의 차이인 상대속도가 큰 감지대상물체에 대한 이동거리 및 차량과의 이격거리를 우선적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어 모듈은,
   속도가 빠른 상기 감지대상물체를 감지하기 위해 상기 센서 모듈의 왕복 속도를 기준 속도보다 더 빠르게 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지시스템.
6. 차량의 일 측에 이동 가능하게 설치된 센서 모듈이 설정 속도로 이동하며 차량의 주변의 감지대상물체에 대한 감지정보를 출력하는 단계; 및
   상기 감지정보에 상기 차량의 속도, 상기 감지대상물체의 움직임 및 상기 센서 모듈의 속도를 반영하여 상기 감지대상물체의 이동거리를 산출하여 출력하도록 제어하는 단계를 포함하며,
   상기 센서 모듈은 카메라로 이루어지고,
   상기 제어하는 단계는, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 감지대상물체의 움직임을 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지 방법.
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어하는 단계는,
   상기 차량의 속도를 기준으로 감지대상물체의 움직임 및 상기 차량의 속도 간의 차이인 상대속도가 큰 감지대상물체에 대한 이동거리 및 차량과의 이격거리를 우선적으로 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지 방법.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어하는 단계는,
   속도가 빠른 상기 감지대상물체를 감지하기 위해 상기 센서 모듈의 왕복 속도를 기준 속도보다 더 빠르게 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 센서를 이용한 차량 주변 감지 방법.
   

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