KR101973300B1 - 차량용 화상 표시 시스템 - Google Patents

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겐지 노자키
야스히로 노무라
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Abstract

차량용 화상 표시 시스템(7)은, 차량에 설치되어 차량의 주변부를 촬영하는 촬상 소자(1)와, 촬상 소자(1)에 의해서 촬영된 촬영 화상에 기초하여, 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득하도록 구성된 화상 취득기(2)를 포함하는 촬영 디바이스(3)와, 화상 취득기(2)에 의해 취득된 취득 화상에 기초하여 표시될 화상을 생성하도록 구성된 화상 생성기(4)를 포함하는 제어 디바이스(5)와, 화상 생성기(4)에 의해 생성되는 표시될 화상을 표시하는 화상 표시 디바이스(6)를 포함한다. 취득 화상은 촬영 디바이스(3)로부터 제어 디바이스(5)에 전송된다.

Description

차량용 화상 표시 시스템{VEHICULAR IMAGE-DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 차량용 화상 표시 시스템에 관한 것이다.
드라이브 레코더 및 차량 주변 감시 카메라의 보급으로, 차량 탑재용 카메라가 점차 보급되고 있다.
한편, 사이드 미러(side-view mirror) 및 백미러(rear-view mirror)와는 상이한 전자 미러도 개발되고 있지만, 안전성, 신뢰성, 및 성능의 관점에서 해결되어야 하는 기술적 장애물이 높기 때문에, 전자 미러는 아직 보편적으로 사용되고 있지는 않다.
전자 미러가 요구하는 것은 차량 주변의 화상이 안정적으로 계속 공급되는 것이다. 이것을 실현하기 위해서, 카메라로부터 디스플레이에까지 시스템은 고해상도(고화소 밀도), 고콘트라스트, 고프레임 레이트 및 고속에서 처리를 수행하는 것이 필요하다.
특허문헌 1로부터, 촬영된 화상을 이용하면서도, 차량 자체의 주변부에 있는 주의해야 하는 대상물을 보다 신속하고 직감적으로 파악할 수 있는 기술이 알려져 있다.
일본 특허 4941760호
그러나, 특허문헌 1의 기술은 표시되어야 하는 화상 범위가 촬영 화상 중에서 유래하기 때문에, 표시되지 않은 화상을 전송하기 위한 전송 부하가 커지는 단점이 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 화상 표시 시스템은, 차량의 주변부를 촬영하도록 구성된 촬상 소자(imaging element)와, 상기 촬상 소자에 의해서 촬영된 촬영 화상에 기초하여, 상기 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득하도록 구성된 화상 취득기를 포함하는 촬영 디바이스(image capturing device)와, 상기 화상 취득기에 의해 취득된 취득 화상에 기초하여, 상기 취득 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 생성하도록 구성된 화상 생성기를 포함하는 제어 디바이스와, 상기 화상 생성기에 의해 생성되는 표시될 화상을 표시하도록 구성된 화상 표시 디바이스를 포함하며, 상기 취득 화상은 상기 촬영 디바이스로부터 상기 제어 디바이스에 전송된다.
본 발명의 구성에 따르면, 촬영 디바이스에 의해 촬영된 화상으로부터 취득된 취득 화상을 제어 디바이스에 전송하기 때문에, 전송량이 감소한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템의 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템의 참고 비교예로서의 차량용 화상 표시 시스템의 시스템 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에 이용되는 화상의 범위(area)를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 촬영 화상과 미러의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 일례를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 일례를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 또 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 또 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 차량용 화상 표시 시스템(7)의 전체 구성도이다. 차량용 화상 표시 시스템(7)은 차량(101)에 설치된다. 차량용 화상 표시 시스템(7)은 차량 자체의 주변부를 촬영하고 그렇게 촬영된 화상으로부터 필요한 범위의 화상을 취득하는 촬영 디바이스(3)와, 촬영 디바이스(3)에 의해 취득된 취득 화상이, 촬영 디바이스(3)로부터 취득 화상 전송부(9)를 통해 전송되는 제어 디바이스(5)와, 차량(101)에 부착되어 제어 디바이스(5)에 의해 생성되는 표시 화상을 표시하는 화상 표시 디바이스(6)를 포함한다.
차량 실내 카메라(11)가 차량(101) 내부에 부착되어, 운전자(10)의 얼굴 화상을 계속 촬영한다. 촬영 디바이스(3)는 차량 실내 카메라(11)가 촬영한 화상 데이터에 기초하여 운전자(10)의 시선 위치(light-of-sight position)에 관한 정보를 분석하고, 그 분석 결과에 기초하여, 촬영 화상으로부터, 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득한다.
도 2는 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)의 시스템 구성도이다.
촬영 디바이스(3)는 차량 자체의 주변부를 촬영하는 촬상 소자(1)와, 촬상 소자(1)에 의해 촬영된 촬영 화상으로부터 필요한 범위의 화상을 산출하는 화상 산출기(8)와, 화상 산출기(8)에 의해 산출된 범위의 화상을 취득하는 화상 취득기(2)를 포함한다.
화상 산출기(8)는 차량 실내 카메라(11)가 촬영한 화상 데이터로부터 운전자(10)의 시선 위치에 관한 정보를 분석하고, 그 분석 결과에 기초하여, 필요한 화상의 위치와 범위를 산출하며, 그 위치와 범위에 관한 정보를 촬상 소자(1)와 화상 취득기(2)에 전송한다.
촬상 소자(1)는 차량 후방을 촬영하고, 그렇게 촬영된 화상 데이터를 화상 취득기(2)에 전송한다.
촬상 소자(1)는 화상 산출기(8)로부터 수신된 필요한 화상의 위치와 범위에 관한 정보에 기초하여, 촬상 가능한 전체 화상 영역 중 일부 화상 영역만을 촬영하여 그 화상을 화상 취득기(2)에 전송한다. 촬상 소자(1)가 촬영하는 일부 화상 영역은 수평 방향으로는 촬상 가능한 전체 화상 영역을 커버하지만, 수직 방향으로는 촬상 가능한 전체 화상 영역 중 일부의 화상 영역만 커버하는 것이 바람직하다.
화상 취득기(2)는 화상 산출기(8)로부터 수신된 필요한 취득 화상의 위치와 범위에 관한 정보에 따라, 촬상 소자(1)로부터 수신된 촬영 화상에 대해 트리밍(trimming)을 행함으로써, 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득한다. 이에 따라, 필요한 위치와 범위의 화상만이 취득 화상 전송부(9)에 의해 제어 디바이스(5)에 전송된다. 또한 이 때, 화상 산출기(8)에 의해 산출된 "위치와 범위에 관한 정보"는 취득 화상 전송부(9)를 통해 화상과 함께 제어 디바이스(5)에 전송된다.
제어 디바이스(5)는 촬영 디바이스(3)로부터 전송된 취득 화상에 기초하여, 화상 산출기(8)로부터 수신된 필요한 취득 화상의 위치와 범위에 관한 정보에 따라, 화상 표시 디바이스(6)에 표시될 표시 화상을 생성하는 화상 생성기(4)를 포함한다.
본 실시형태에 따른 차량용 화상 표시 시스템(7)에서는, 촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상의 전체 범위의 일부인, 화상 산출기(8)로부터 수신되는 필요한 위치와 범위의 취득 화상만이 제어 디바이스(5)에 전송되기 때문에, 화상 데이터의 전송량이 감소할 수 있다. 따라서, 화상 처리 부하가 감소할 수 있고, 차량 자체의 주변부가 신속히 표시될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시한 구성을 갖는 본 실시형태의 효과를 설명하기 위한 참고 비교예로서의 차량용 화상 표시 시스템(27)의 시스템 구성도이다.
차량용 화상 표시 시스템(27)에 있어서, 촬영 디바이스(23)는 차량 자체의 주변부를 촬영하는 촬상 소자(21)를 포함한다. 촬영 디바이스(23)에 의해 촬영된 촬영 화상을 나타내는, 촬영 가능한 전체 범위의 화상 데이터가 화상 전송부(12)를 통해 제어 디바이스(25)에 전송된다.
제어 디바이스(25)는 화상 산출기(28)와 화상 생성기(24)를 포함한다. 화상 산출기(28)는 차량 실내 카메라(11)가 촬영한 화상 데이터로부터 운전자(10)의 시선 위치에 관한 정보를 분석하고, 그 분석 결과에 기초하여 필요한 화상의 위치와 범위를 산출하며, 그 위치와 범위를 화상 생성기(24)에 전송한다.
화상 생성기(24)는 촬영 디바이스(23)로부터 전송된 전체 범위의 화상 데이터에 기초하여, 화상 산출기(28)에 의해 산출된 필요한 위치와 범위에 관한 정보를 이용해, 화상 표시 디바이스(6)에 표시되는 화상을 생성한다.
도 3에 도시하는 참고 비교예에서는, 화상 트리밍, 즉 보다 구체적으로 설명하면, 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득하는 처리가 제어 디바이스(25) 측의 화상 생성기(24)에 의해 행해진다. 따라서, 촬상 소자(21)로 촬영된 화상 데이터에, 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시하는데 사용하지 않는 화상 데이터도 포함시켜, 화상 전송부(12)를 이용해 촬영 디바이스(23)로부터 제어 디바이스(25)에 전송되게 된다.
반면, 본 실시형태에서는 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득하는 처리가 촬영 디바이스(3) 측의 화상 취득기(2)에 의해 행해짐으로써, 화상 생성기(4)가 필요로 하는 위치와 범위만의 취득 화상을 나타내는 화상 데이터가 취득된다. 따라서, 취득 화상 전송부(9)를 통해 촬영 디바이스(3)로부터 제어 디바이스(5)에 전송되는 화상 데이터가 최소화될 수 있다.
일반적인 차량에 사용되는 카메라는 통상 화상 데이터 전송부로서 수미터 길이의 롱 하네스(long harness)를 이용한다. 이 화상 데이터 전송부로부터 발생하는 노이즈가 큰 문제가 될 수 있기 때문에, 화상 데이터 전송부를 통해 전송되는 화상 데이터량을 저감시키는 것은 상당한 효율성으로 이어질 수 있다. 또한 도 3의 참고 비교예에서는, 촬영 디바이스(23)에 의해 촬영된 전체 범위의 화상 데이터가 화상 전송부(12)를 통해 제어 디바이스(25)에 전송된다. 따라서, 표시되지 않는 화상 영역을 위한 전송 부하가 쓸데없이 낭비되어, 차량 자체의 주변부의 신속한 표시를 방해한다.
도 4는 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)에 이용되는 화상의 범위를 도시하는 도면이다.
촬영 화상(15)은 촬영 디바이스(3)에 포함된 촬상 소자(1)에 의해 촬영된 화상이다.
취득 화상(14)은 촬영 디바이스(3)에 포함된 화상 산출기(8)에 의해 산출된 범위의 화상으로서, 화상 취득기(2)에 의해 취득된 화상이다.
산출 화상(13)은 화상 산출기(8)에 의해 산출되어 표시 유닛 상에 표시될 화상의 위치와 범위이다.
제어 디바이스(5)에 포함된 화상 생성기(4)는 취득 화상(14)에 기초하여, 산출 화상(13)에 대응하는 화상의 위치와 범위를, 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시될 표시 화상으로서 생성한다.
취득 화상(14)은 촬영 화상(15)보다 범위가 더 좁은 화상이며, 화상 산출기(8)에 의해 산출되는 산출 화상(13)과 동일하거나 범위가 더 넓다. 산출 화상(13)은 취득 화상(14)과 동일하거나 범위가 더 좁은 화상이다.
촬영된 전체 범위의 촬영 화상(15)과 비교해서 취득 화상(14)은 범위가 좁기 때문에, 촬영 화상(15)과 비교하면 데이터 용량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 제어 디바이스(5)에 취득 화상(14)을 전송하기 위한 전송 부하를 줄일 수 있다.
또한 취득 화상(14)은 실제로 표시되는 산출 화상(13)과 동일하거나 범위가 더 넓기 때문에, 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시될 표시 화상의 적정 표시 범위를 결정할 때에, 화상 생성기(4)는 소정의 한계를 갖는 범위로부터 표시 범위를 선택할 수 있다. 그에 따라, 촬영 디바이스(3)를 이용해 재촬영을 해야 할 필요를 없앨 수 있다.
도 5는 촬영 화상과 미러의 관계를 도시하는 도면이다. 촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상(15)을 미러 대신에 사용할 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 원래의 미러의 화상의 수직 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 B보다, 촬영 화상(15)의 수직 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 A가 더 크다.
도 6과 도 7은 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 일례를 설명하는 도면이다. 운전자(10)가 도 6과 도 7의 위치 C에 표시되는 피사체를 보고자 할 경우, 운전자(10)는 통상, 운전자(10a)가 미러를 사용하여 후방을 확인하는 행동을 하는 것처럼, 자신의 시선 위치를 이동시키는 행동 D를 한다. 따라서, 촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상(15)을 미러 대신에 사용하더라도, 행동 D를 함으로써, 도 6과 도 7의 위치 C에 표시된 피사체를 보려고 할 것이다.
촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상(15)을 미러 대신에 사용할 경우, 도 5의 화상의 수직 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 A와 같은 위치와 더 넓은 범위의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시된다면, 안전한 운전에 악영향을 미치는 불필요한 정보가 운전자(10)에 제공될 수 있다. 따라서, 운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는 도 6의 화상의 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 E의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되는 것이 바람직하고, 운전자(10a)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는 도 6의 화상의 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 F의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되는 것이 바람직하다.
운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에, 화상 산출기(8)는 차량 실내 카메라(11)가 촬영한 화상 데이터에 기초하여, 운전자(10)의 시선 위치에 관한 정보를 분석하고, 그 분석 결과에 기초하여, 필요한 화상의 범위로서 범위 E를 산출한다. 화상 취득기(2)는 촬영 화상(15)으로부터 산출된 범위 E를 포함하는 취득 화상(14)을 취득한다. 그리고, 화상 생성기(4)는 취득 화상(14) 및 범위 E를 나타내는 범위 정보에 기초하여, 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시될 화상으로서 범위 E의 표시 화상을 생성한다. 이에 따라, 운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는, 범위 E의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시된다.
그 후, 운전자(10)가 운전자(10a)가 하는 것처럼 시신 위치를 이동시킨 경우, 화상 산출기(8)는 차량 실내 카메라(11)가 촬상한 화상 데이터에 기초하여 운전자(10)의 시선 위치에 관한 정보를 분석하고, 그 분석 결과에 기초하여, 필요한 화상 범위로서 범위 F를 산출한다. 화상 취득기(2)는 촬영 화상(15)으로부터, 산출된 범위 F를 포함하는 취득 화상(14)을 취득한다. 화상 생성기(4)는 취득 화상(14)과 범위 F를 나타내는 범위 정보에 기초하여, 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시될 화상으로서 범위 F의 표시 화상을 생성한다. 이에 따라, 운전자(10)가 운전자(10a)의 위치로 시선 위치를 이동시키면, 범위 F의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시된다.
도 8과 도 9는 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 다른 예를 설명하는 도면이다. 운전자(10)가 도 8과 도 9의 위치 G에 표시한 피사체를 보고자 할 경우에, 운전자(10)는 통상, 운전자(10b)가 미러를 사용하여 후방을 확인하는 행동을 하는 것처럼 자신의 시선 위치를 이동시키는 행동 I를 한다. 따라서, 촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상(15)을 미러 대신에 사용하더라도, 행동 I를 함으로써 도 8과 도 9의 위치 G에 표시된 피사체를 보려고 할 것이다.
이 경우, 운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는 도 8의 화상의 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 E의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되는 것이 바람직하고, 운전자(10b)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는 도 8의 화상의 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 H의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)에 따르면, 운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는, 화상 표시 디바이스(6) 상에 범위 E의 화상이 표시되게 하지만, 운전자(10)가 자신의 시선을 운전자(10b)의 위치로 이동시키면, 화상 표시 디바이스(6) 상에 범위 H의 화상이 표시되게 하는 것이 가능하다.
도 10과 도 11은 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)에서 운전자의 움직임에 따른 화상의 위치 및 범위의 또 다른 예를 설명하는 도면이다. 도 10의 범위 E가 나타내는 미러를 운전자(10)가 근접 위치에서 보고자 할 경우, 도 11에 도시하는 운전자(10)는 통상, 운전자(10c)가 하는 것처럼 자신의 시선 위치를 이동시키는 행동 K를 한다. 따라서, 촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상(15)을 미러 대신에 사용하더라도, 행동 K를 함으로써, 미러를 클로즈업으로 보려고 할 것이다.
이 경우, 운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는 도 10의 화상의 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 E의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되는 것이 바람직하고, 시선이 운전자(10c)의 위치로부터 연장되는 경우에는 도 10의 화상의 위치와 그것을 기준으로 하는 범위 J의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 차량용 화상 표시 시스템(7)에 따르면, 운전자(10)의 위치로부터 시선이 연장되는 경우에는 범위 E의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되게 하지만, 운전자(10)가 자신의 시선 위치를 운전자(10c)의 위치로 이동시키면, 범위 J의 화상이 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시되게 하는 것이 가능하다.
이런 식으로, 촬영 디바이스(3)에 의해 촬영된 촬영 화상(15)을 미러 대신에 사용하는 경우, 운전자의 시선 위치에 따라서, 화상 표시 디바이스(6) 상에 표시될 화상의 위치와 범위가 변하는 것이 중요할 것이다.

Claims (6)

  1. 차량용 화상 표시 시스템에 있어서,
    촬영 디바이스(image capturing device)로서,
    차량의 주변부를 촬영하도록 구성된 촬상 소자(imaging element)와,
    상기 촬상 소자에 의해서 촬영된 촬영 화상에 기초하여, 상기 촬영 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 취득하도록 구성된 화상 취득기
    를 포함하는, 상기 촬영 디바이스와,
    상기 화상 취득기에 의해 취득된 취득 화상에 기초하여, 상기 취득 화상보다 범위가 더 좁은 화상을 생성하도록 구성된 화상 생성기를 포함하는 제어 디바이스와,
    상기 화상 생성기에 의해 생성되는 표시될 화상을 표시하도록 구성된 화상 표시 디바이스
    를 포함하고,
    상기 취득 화상은 상기 촬영 디바이스로부터 상기 제어 디바이스에 전송되는 것인 차량용 화상 표시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 표시 디바이스 상에 표시될 화상의 화상 위치 및 범위를 산출하도록 구성된 화상 산출기를 더 포함하고,
    상기 취득 화상은 상기 화상 산출기에 의해 산출된 화상 위치 및 범위를 가진 산출 화상보다 범위가 더 넓은 화상이며,
    상기 표시될 화상은 상기 취득 화상보다 범위가 더 좁은 것인 차량용 화상 표시 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화상 산출기는 상기 촬영 디바이스에 포함되는 것인 차량용 화상 표시 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 화상 산출기는 상기 취득 화상의 범위 내에서 상기 화상 표시 디바이스 상에 표시될 화상의 화상 위치 및 범위를 산출하는 것인 차량용 화상 표시 시스템.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차량의 운전자의 시선(line-of-sight) 위치를 분석하도록 구성된 시선 위치 분석기를 더 포함하고,
    상기 화상 산출기는 상기 시선 위치 분석기의 분석 결과에 기초하여 상기 화상 표시 디바이스 상에 표시될 화상의 화상 위치 및 범위를 산출하는 것인 차량용 화상 표시 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 촬상 소자는 상기 차량에 설치되는 것인 차량용 화상 표시 시스템.
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