KR101962891B1

KR101962891B1 - 트렁크 자동 열림 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101962891B1
Application number: KR1020120153073A
Authority: KR
Inventors: 정준섭
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2019-07-31
Also published as: KR20140083384A

Abstract

본 발명은, 스마트키와 사용자의 접근 및 움직임을 감지하여 차량의 트렁크를 자동으로 개방하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 스마트키의 위치가 확인된 다음에도 초음파 센서 및 후방 카메라를 통한 사용자의 접근 및 움직임이 감지되면 트렁크를 개방하도록 함으로써 사용자의 의도와 관계없는 불필요한 트렁크 개방을 방지한다. 또한, 후방 주차용 초음파 센서 및 후방 카메라를 활용함으로써, 트렁크 자동 개방을 위한 별도의 센서 장착을 요구하지 아니한다.

Description

트렁크 자동 열림 장치 및 방법 {Trunk Automatic Open Apparatus and Method}

본 발명은, 차량의 스마트키를 이용하여 차량의 동작을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 스마트키를 소지한 사용자가 차량의 트렁크 주변에 접근하여 트렁크의 자동 열림을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차량의 스마트키는 차량의 엘에프(LF) 안테나와의 무선 통신을 하여 차량의 동작을 제어할 수 있는 장치로서, 주로 차량 문의 열림, 잠김과 트렁크의 열림 동작을 스마트키에 의하여 제어할 수 있도록 하여 사용자에게 편의를 제공한다. 현재의 스마트키 시스템에서 스마트키에 의한 차량 제어는 스마트키와 각 안테나의 전계강도 값을 이용하여 스마트키가 차량의 내부 또는 외부에 있는지 여부를 판별하고 스마트키로부터 신호를 수신하여 차량의 작동이 이루어지도록 한다.

종래의 사용자가 스마트키를 이용하여 차량의 트렁크를 오픈하고자 할 경우에는, 사용자가 직접 스마트키를 조작하여 알에프(RF) 안테나에 트렁크 오픈 명령 신호를 전송함으로써 트렁크를 오픈할 수 있었다.

그런데, 일반적으로 사용자가 트렁크를 오픈하고자 하는 경우는 트렁크에 있는 물건을 꺼내고자 하는 경우도 있지만 트렁크에 물건을 넣고자 하는 경우도 많은 점을 고려할 때, 트렁크의 자동 오픈이 필요한 상황에서는 사용자가 무겁거나 부피가 큰 짐을 들고 있는 경우도 많다고 볼 수 있다.

이러한 상황에서 종래의 스마트키를 이용한 트렁크 오픈 방법은, 양손을 이용하여 짐을 든 사용자가 트렁크에 접근한 후 짐을 내려놓고 스마트키를 조작하여 트렁크를 오픈해야 했기 때문에, 2번의 동작에 의하여 트렁크를 오픈해야하는 불편함과 사용자의 스마트키 조작을 필요로 한다는 점에서 무선 통신의 이점을 제대로 살리지 못하는 면이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 스마트키의 위치를 감지하여 스마트키를 소지한 사용자가 차량의 트렁크 주변에 접근한 것이 확인되고, 사용자의 일정한 움직임이 감지된 경우 차량의 트렁크를 자동으로 오픈하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 사용자의 일정한 움직임을 감지함에 있어서, 트렁크 오픈 용도로 사용하기 위한 별도의 센서를 부착하지 않고, 후방 주차 등을 위해 장착된 초음파 센서 및 후방 카메라를 이용하는 트렁크 자동 열림 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 차량의 후방에 부착되고, 상기 차량에 사용자가 접근하는 것을 감지하는 초음파 센서; 상기 사용자의 움직임을 인식하는 상기 차량의 후방 카메라; 및 상기 차량의 스마트키가 송신하는 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하면 상기 초음파 센서를 작동시키고, 상기 초음파 센서에 의하여 상기 사용자의 접근이 감지되고 상기 후방 카메라에 의하여 상기 사용자의 움직임이 인식되면, 상기 차량의 트렁크 열림 명령을 출력하는 BCM(Body Control Module)을 포함하는 트렁크 자동 열림 장치를 제공한다.

본 발명의 일면에 따르면, 상기 초음파 센서는, 기설정된 시간 동안 상기 사용자에 의하여 반사되어 들어오는 초음파의 파형의 전압이 기설정된 값 이상인 경우, 상기 사용자가 접근하는 것으로 인식하는 것인 트렁크 자동 열림 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 면에 따르면, 상기 BCM은, 상기 차량의 시동이 OFF 상태이고, 상기 스마트키가 상기 차량의 외부에 있으며, 상기 스마트키가 상기 차량으로부터 일정 거리 이내에 있는 경우, 상기 초음파 센서의 작동 명령을 출력한다. 그리고, 상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근을 감지한 경우, 비프음 및 미등 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자의 접근 인식 완료를 알려준다.

한편, 본 발명은, 스마트키로부터 RF 신호를 수신하면, 초음파 센서를 작동시키는 단계; 상기 초음파 센서가 사용자의 접근을 감지하는 단계; 차량의 후방 카메라가 상기 사용자의 움직임을 인식하는 단계; 상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근을 감지하고 상기 후방 카메라가 상기 사용자의 움직임을 인식하면, 상기 차량의 트렁크 열림 명령을 출력하는 단계; 및 상기 초음파 센서가 작동한 후 기설정된 시간 이내에 사용자의 접근을 감지하지 못하거나 상기 트렁크 열림 명령이 출력되면, 상기 초음파 센서의 작동 종료 명령을 출력하는 단계를 포함하는 트렁크 자동 열림 방법으로 이용될 수 있다.

본 발명은, 스마트키의 소지자가 차량의 트렁크 주변에 접근하면 트렁크가 자동으로 열리도록 하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에서는, 차량 후방에 장착된 초음파 센서와 후방 카메라를 이용하여 사용자의 접근 및 움직임을 감지한 후 트렁크를 오픈함으로써, 불필요한 트렁크 열림을 방지하고 트렁크 열림을 위한 별도의 센서 장착을 요구하지 아니한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트렁크 자동 열림 장치의 구조를 나타낸 블록도.
도 2는 초음파 센서와 사물 간의 거리에 따라 반사되어 들어오는 초음파 파형의 전압의 크기를 나타낸 그래프.
도 3은 Haar-like 특징벡터 추출방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트렁크 자동 열림 방법의 과정을 나타낸 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트렁크 자동 열림 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 트렁크 자동 열림 장치(110)는 초음파 센서(111), 후방 카메라(112) 및 BCM(Body Control Module, 113)을 포함한다.

초음파 센서(111)는 차량에 설치되어 있는 후방 주차 보조용 초음파 센서를 나타내는 것으로서, 센서 주변에 사물이 접근하는 것을 감지한다. 초음파 센서(111)는 센서에서 나온 초음파가 사물에 반사되어 들어오는 파형의 전압의 크기를 확인하고, 상기 전압의 크기에 따라 사물이 센서에 근접한 정도를 판단한다.

도 2는 초음파 센서(111)와 사물의 근접 정도에 따라 반사되어 들어오는 파형의 전압 크기의 변화를 나타낸 그래프로서, 75π PVC 봉을 센서를 기준으로 멀리서 가까이 다가갔을 때 측정되는 파형이다. x축은 초음파가 반사되어 들어오는 시간이다. 초음파는 공기를 매질로 하여 음속 약 330m/s로 이동하므로 x축의 시간은 거리로 환산될 수 있고 이는 곧 물체와 센서 간의 거리에 비례한다. y축은 파형이 반사되어 들어오는 신호의 크기이며, 물체가 가까이 있을수록 높은 전압의 신호를 반사하는 것을 알 수 있다.

초음파 센서(111)가 사물(본 발명에서는 스마트키를 소지한 사용자)에 반사되어 들어오는 초음파 파형의 전압 크기를 확인하고, 사용자가 센서에 접근한 정도에 따라 사용자 근접 신호를 BCM(113)으로 전송한다.

예컨대, 사용자가 3m 내 근접거리에 있고, 3V 이상 전압의 높은 파형을 2초 동안 반사시키면 사용자가 트렁크에 근접했다고 인식하고 사람 근접 신호를 BCM(113)으로 보낸다.

후방 카메라(112)는 후방 주차 등과 같이 사용자의 운행에 필요한 영상 정보를 제공하기 위해 차량의 후방에 장착되어 있는 카메라로서, 사용자의 움직임을 감지하는 기능을 한다.

본 발명에서, 초음파 센서(111)만으로 사용자의 접근을 감지할 경우, 트렁크로 접근한 사용자의 정확한 의도를 알 수 없어 불필요한 경우에 트렁크가 자동으로 열리는 현상을 방지하기 위한 것으로서, 후방 카메라(112)를 이용한 사용자의 움직임 인식 정보를 활용한다.

후방 카메라(112)는 초음파 센서(111)가 사물에 반사되어 들어오는 초음파 파형의 전압 크기를 확인하여 사용자의 접근을 인식하면, 사용자의 움직임을 확인하고 사용자 움직임 신호를 BCM(113)으로 전송한다. 사용자의 움직임을 확인함에 있어서, 후방 카메라(112)가 촬영한 영상을 일정 시간(예컨대, 2초) 동안 영상 처리한다.

영상 처리하는 과정은, 사용자의 움직임을 특정 시간(예컨대, 0.1초) 단위로 캡쳐하고 이 영상 정보들의 영상 특징벡터를 추출한다. 이때, 방향성에 관계없이 사용자의 움직임만 파악하면 되기 때문에 고속처리에 유용한 Haar-like 특징벡터 추출방법 등을 사용할 수 있다.

도 3은 Haar-like 특징벡터 추출방법을 설명하기 위한 도면이다.

Haar-like 특징벡터는 도 3(a)에 도시된 바와 같은 형태의 간단한 필터를 사용한다. 여기서 흰 부분과 검은 부분은 각각 1과 -1의 계수를 의미하며, 필터 연산은 덧셈과 뺄셈만으로 구현 가능하다. 필터의 종류와 크기는 훈련에 의하여 결정되며, 각 필터의 크기는 달라도 적분 영상(integral image)을 이용하면 크기에 상관없이 동일한 연산 수를 이용하여 필터연산을 수행할 수 있다.

Haar-like 특징벡터는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 특정 물체와 배경의 색상에 차이가 존재하는 특성을 이용한다. 하지만, 카메라와 주변 환경에 따라 색상의 차이는 변화하게 되므로 이와 같은 영향을 최소화하기 위하여 히스토그램 등화기, 정규화기 등을 통하여 환경에 강인한 특성을 만들기도 한다. Haar-like 특징벡터는 생성 방식이 매우 간단하여 고속 처리에 용이한 장점이 있어 실시간 얼굴 인식 등의 주 알고리즘으로 많이 사용된다.

Haar-like 특징벡터 추출방법 등을 사용하면 복잡한 알고리즘 및 처리기가 없이도 쉽게 움직임을 파악할 수 있다. 이 특징벡터의 정보로부터 사용자의 움직임이 파악되면 사람 움직임 신호를 BCM(113)으로 전송한다.

BCM(113)은 초음파 센서(111), 후방 카메라(112)의 작동을 제어하고, 사용자의 근접 신호 및 사용자 움직임 신호를 입력받으면 트렁크 열림 명령을 출력한다.

BCM(113)은 트렁크 열림 명령의 출력을 위해 차량의 스마트키(100)가 차량의 트렁크 주변에 접근하는지 여부를 확인한다. BCM(113)은 스마트키(100)가 송신하는 RF 신호를 수신하고, 상기 RF 신호로부터 상기 스마트키(100)가 트렁크로부터 소정 영역 내(예컨대, 트렁크의 손잡이로부터 반경 2m 이내)에 위치하는지 여부를 확인한다. 스마트키(100)가 소정 영역 내에 위치하는 것이 확인된 경우, 사용자가 트렁크를 열고자 하는 의도가 있다고 볼 수 있으므로, 트렁크 자동 열림 장치(110)의 작동을 시작한다.

BCM(113)은 스마트키(100)의 접근이 확인되면, 초음파 센서(111)를 작동시킨다. 초음파 센서(111)가 반사되어 들어오는 초음파로부터 사물의 접근을 감지한 경우, BCM(113)은 초음파 센서(111)로부터 사용자 접근 신호를 입력받는다. 사용자 접근 신호를 입력받을 경우, BCM(113)은 비프음이나 미등을 통해 센서에 의한 사용자 접근을 인식했음을 사용자에게 알려준다. 사용자는 비프음이나 미등을 통해 접근 인식 완료 상태임을 확인하고, 후방 카메라(112)에 움직임을 인식시키기 위한 동작을 취할 수 있다.

BCM(113)은 초음파 센서(111)로부터 사용자 접근 신호를 입력받고, 후방 카메라(112)에 의하여 사용자 움직임 신호를 입력받으면, 트렁크 열림 명령을 출력하여 트렁크(120)가 자동으로 열리도록 한다.

BCM(113)은 스마트키(100)의 접근 확인으로 초음파 센서(111)를 작동시킨 후, 기설정된 시간(예컨대, 5초) 동안 센서를 통해 사용자의 접근이 인식되지 않는 경우에는 센서의 작동을 종료한다. 이 경우는, 사용자가 트렁크를 열려는 의사가 없이 차량 트렁크 주변을 지나가는 것으로 볼 수 있기 때문이다.

또한, 사용자 접근 신호를 입력받은 후 또는 사용자 접근 신호 인식 완료 상태 표시 후, 기설정된 시간(예컨대, 5초) 내에 후방 카메라(112)를 통한 사용자 움직임 신호를 입력받지 못한 경우에도 센서의 작동을 종료한다. 이 경우도, 사용자의 트렁크 오픈 의사가 없다고 볼 수 있으므로, 불필요한 트렁크 개방을 방지하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트렁크 자동 열림 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.

트렁크 자동 열림 장치는 스마트키가 송신하는 RF 신호를 수신한다(S400). 수신한 RF 신호로부터 스마트키와 차량 간의 거리를 확인하고, 스마트키가 차량 트렁크로부터 소정 영역 내에 위치하고 있음을 확인한 경우, 트렁크 자동 열림을 위한 제어를 시작한다. 이때, 트렁크 자동 열림 제어를 시작하기 위한 조건으로, 차량의 시동이 OFF된 상태일 것, 스마트키가 차량의 외부에 있을 것 및 스마트키가 차량으로부터 소정 영역 내에 있을 것을 요건으로 할 수 있다.

스마트키가 차량 트렁크 주변에 접근한 것이 확인되면, 초음파 센서의 작동을 시작한다(S410). 초음파 센서는 사물에 반사되어 들어오는 초음파 파형의 전압 크기를 확인하고, 사물이 초음파 센서에 근접하는지 여부를 확인한다.

따라서, 사용자가 센서 근처에 접근하여 초음파 센서가 사용자 접근을 확인하면(S420), 트렁크 자동 열림을 위한 다음 단계를 진행한다. 이때, 비프음 또는 미등 등을 이용하여 사용자 접근 인식이 완료되었음을 사용자에게 알려준다(S430). 사용자는 접근 인식 완료 상태임을 확인하고, 트렁크 오픈을 위한 다음 동작을 취할 수 있다.

초음파 센서에 의한 사용자 접근이 완료되면, 후방 카메라가 사용자의 움직임을 인식한다(S440). 일정 시간(예컨대, 2초) 동안 카메라에 의해 촬영되는 영상 정보를 이용하여 사용자의 움직임이 존재하는지 여부만 판단한다. 이는 초음파 센서만으로 트렁크 개방을 할 경우, 사용자의 의도와 관계없이 트렁크가 자동으로 열리는 것을 방지하기 위한 것이다.

초음파 센서에 의한 사용자 접근을 감지하고, 후방 카메라에 의하여 사용자 움직임을 인식하면 트렁크를 개방한다(S450). 초음파 센서 작동 후 일정 시간(예컨대, 5초) 동안 사용자 접근이 감지되지 않거나 사용자 접근 감지 후 후방 카메라에 의한 사용자 움직임이 인식되지 않는다면, 이는 사용자가 트렁크를 열려는 의사가 없는 것으로 볼 수 있으므로, 초음파 센서의 작동을 종료한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 스마트키
110 : 트렁크 자동 열림 장치
111 : 초음파 센서
112 : 후방 카메라
113 : BCM(Body Control Module)
120 : 트렁크

Claims

차량의 후방에 부착되고, 상기 차량에 사용자가 접근하는 것을 감지하는 초음파 센서;
상기 사용자의 움직임을 인식하는 상기 차량의 후방 카메라; 및
상기 차량의 스마트키가 송신하는 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하면 상기 초음파 센서를 작동시키고, 상기 초음파 센서에 의하여 상기 사용자의 접근이 감지되고 상기 후방 카메라에 의하여 상기 사용자의 움직임이 인식되면, 상기 차량의 트렁크 열림 명령을 출력하는 BCM(Body Control Module)
을 포함하고,
상기 BCM은, 상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근을 감지한 경우, 비프음 및 미등 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자의 접근 인식 완료를 알려주고, 상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근 인식을 완료하면, 상기 후방 카메라의 작동 명령을 출력하는 것
인 트렁크 자동 열림 장치.
제1항에 있어서, 상기 초음파 센서는
기설정된 시간 동안 상기 사용자에 의하여 반사되어 들어오는 초음파의 파형의 전압이 기설정된 값 이상인 경우, 상기 사용자가 접근하는 것으로 인식하는 것
인 트렁크 자동 열림 장치.
제1항에 있어서, 상기 BCM은
상기 차량의 시동이 OFF 상태이고, 상기 스마트키가 상기 차량의 외부에 있으며, 상기 스마트키가 상기 차량으로부터 일정 거리 이내에 있는 경우, 상기 초음파 센서의 작동 명령을 출력하는 것
인 트렁크 자동 열림 장치.
스마트키로부터 RF 신호를 수신하면, 초음파 센서를 작동시키는 단계;
상기 초음파 센서가 사용자의 접근을 감지하는 단계;
상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근을 감지한 경우, 비프음 및 미등 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자의 접근 인식 완료를 알려주고, 상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근 인식을 완료하면, 후방 카메라의 작동 명령을 출력하는 단계;
차량의 후방 카메라가 상기 사용자의 움직임을 인식하는 단계; 및
상기 초음파 센서가 상기 사용자의 접근을 감지하고 상기 후방 카메라가 상기 사용자의 움직임을 인식하면, 상기 차량의 트렁크 열림 명령을 출력하는 단계
를 포함하는 트렁크 자동 열림 방법.
제4항에 있어서, 상기 후방 카메라가 상기 사용자의 움직임을 인식하는 단계는
기설정된 시간 동안 상기 사용자의 움직임을 특정 시간 단위로 캡쳐하고, 캡쳐된 영상 정보로부터 영상 특징벡터를 추출하여 상기 사용자의 움직임 여부를 확인하는 것
인 트렁크 자동 열림 방법.
제4항에 있어서,
상기 초음파 센서가 작동한 후 기설정된 시간 이내에 사용자의 접근을 감지하지 못하거나 상기 트렁크 열림 명령이 출력되면, 상기 초음파 센서의 작동 종료 명령을 출력하는 단계
를 더 포함하는 트렁크 자동 열림 방법.
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