KR101978119B1 - 차량용 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법 - Google Patents

차량용 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서와, 상기 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 격자 지도 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 어라운드 뷰 시스템을 제공하여, 어라운드 뷰 시스템을 구현하기 위한 복수 개의 카메라 설치를 배제할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

차량용 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법{Around view monitoring system of vehicle, Vehicle comprising the same, and Method for generating around view monitoring of vehicle}
본 발명은 차량의 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법에 관한 것으로, 차량의 초음파 센서를 활용하는 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법에 관한 것이다
차량의 어라운드 뷰(AVM: Around View Monitoring) 시스템은 차량의 전방위를 영상으로 보여주는 시스템이다. 어라운드 뷰 시스템은, 통상적으로 차량의 전방/후방 및, 좌측/우측에 카메라가 각각 장착되고, 이 카메라들로부터 얻은 차량 주변의 영상을 합성하여 하나의 화면으로 디스플레이 하여 운전자에게 제공한다.
그러나, 이러한 어라운드 뷰 시스템은 차량의 출하 전, 카메라의 위치에 대한 공차를 보정하는 작업이 수행되어야 한다. 즉, 각각의 카메라에서 얻은 영상을 매칭하여 하나의 화면에 디스플레이 하기 위하여, 각 카메라의 설치 위치 및 각도가 정확한지 확인하고, 오차가 발생하면 이를 보정하는 작업이 추가적으로 필요하다. 이러한 각 카메라의 공차 보정 작업은 차량의 제조 공정을 복잡하게 하여 생산 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
또한, 복수 개의 카메라에서 들어오는 영상을 합성하기 위한 고가의 FPGA(Flexible Programmable Gate Array)가 필요하다. 이에 어라운드 뷰 시스템을 구축하기 위한 단가를 상승시키는 문제가 있다. 또한, 화면에 디스플레이되는 영상만으로 장애물의 접근 정도를 정확하게 판단하기 어려운 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수 개의 카메라를 사용하지 않는 저비용의 차량용 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 장애물의 접근 정도를 정확하게 판단할 수 있는 차량용 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서와, 상기 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 격자 지도 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 어라운드 뷰 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 격자 지도에 표시된 상기 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 주행 경로 생성부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 카메라의 영상과 상기 격자 지도를 실시간으로 매칭하여 하나의 화면에 디스플레이 되도록 합성하는 영상 합성부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 격자 지도에서 상기 장애물이 존재한다고 표시되는 격자 중, 상기 초음파 센서와 동일한 거리에 있는 적어도 둘의 격자는 동일한 색으로 표시될 수 있다.
바람직하게는, 상기 격자 지도에서 상기 장애물이 존재한다고 표시되는 격자 중 상호 인접하는 적어도 둘의 격자는 동일한 색으로 표시될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서와, 상기 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 격자 지도 생성부를 포함하는 어라운드 뷰 시스템을 구비한 차량을 제공한다.
바람직하게는, 상기 차량은, 상기 격자 지도에 표시된 상기 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 주행 경로 생성부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 차량은, 상기 주행 경로를 따라 자율 주행하도록 차량의 주행을 제어하는 주행 제어부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 차량은, 카메라의 영상과 상기 격자 지도를 실시간으로 매칭하여 하나의 화면에 디스플레이 되도록 합성하는 영상 합성부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 단계와, 감지된 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 단계 및, 상기 격자 지도와 카메라의 영상을 합성하여 디스플레이 하는 단계를 포함하는 차량용 어라운드 뷰 생성 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 발명은, 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 단계와, 감지된 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 단계와, 생성된 상기 격자 지도에 표시된 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 단계 및, 생성된 상기 주행 경로를 따라 주행하도록 차량의 주행을 제어하는 단계를 포함하는 차량용 어라운드 뷰 생성 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 차량의 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법에 따르면, 기(?)장착된 초음파 센서의 장애물에 대한 거리 정보를 활용하여 차량 주변의 격자 지도를 운전자에게 제공함으로써, 어라운드 뷰 시스템을 구현하기 위한 복수 개의 카메라 설치를 배제할 수 있다. 이에. 각 카메라의 공차 보정 작업이 필요 없게 되고, 영상을 합성하기 위한 값 비싼 구성들이 불필요하게 된다. 이에 따라, 차량의 어라운드 뷰 시스템을 구축하기 위한 공정을 간소화 하고 그 비용을 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 차량의 어라운드 뷰 시스템, 이를 포함하는 차량 및 차량용 어라운드 뷰 생성 방법에 따르면, 장애물의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서를 활용함으로써, 디스플레이되는 영상만으로 장애물의 접근 정도를 판단하는 통상적인 어라운드 뷰 시스템에 비하여, 장애물의 접근 정도를 보다 정확하게 판단할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 어라운드 뷰 시스템을 어라운드 뷰 시스템 도시한 블록도,
도 2는 도 1에서 도시한 초음파 센서를 설치 위치를 도시한 도면,
도 3은 도 1에서 도시한 격자 지도 생성부에서 생성된 격자 지도를 도시한 도면,
도 4는 도 3에서 도시한 격자 지도와 카메라의 영상을 합성한 화면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 어라운드 뷰의 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 장애물을 감지하기 하기 위해 차량에 기(?)장착된 초음파 센서에서 감지된 장애물들의 거리 정보를 활용하여 격자 지도를 생성하고, 격자 지도에서 표시된 장애물의 위치정보를 기반으로 자율 주행에 필요한 주행 경로를 생성하는 기술적 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 어라운드 뷰 시스템을 어라운드 뷰 시스템 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 어라운드 뷰 시스템(100)은, 장애물과의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서(110)와, 장애물과의 거리 정보에 기초하여 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 격자 지도 생성부(120)와, 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 주행 경로 생성부(130)와, 카메라의 영상과 격자 지도를 매칭하여 합성하는 영상 합성부(140)를 포함한다.
도 2는 도 1에서 도시한 초음파 센서를 설치 위치를 도시한 도면이다.
먼저, 초음파 센서(110)는 차량 주변의 장애물을 감지하기 위한 장비이다. 초음파 센서(110)는 차량 주변으로 초음파를 송출하고 수신한다. 도 2를 참조하면, 차량(10)을 중심으로 전방위로 초음파를 송출하거나 수신하기 위해서, 초음파 센서(110)는 차량(10)의 전방 및 후방 영역에 각각 설치될 수 있다. 또한, 초음파 센서(110)는 차량(10)의 전방 및 후방의 좌측 및 우측에 각각 설치될 수 있다. 그리고, 초음파 센서(110)는 일정한 주기에 따라 반복적으로 초음파를 송출하고 수신할 수 있다.
이러한, 초음파 센서(110)는 차량(10) 주변의 장애물들(20)의 거리 정보를 감지하고, 이를 격자 지도 생성부(120)에 전송한다.
격자 지도 생성부(120)는 상술한 초음파 센서(110)에서 감지된 차량 주변의 장애물들과 차량의 거리 정보에 기초하여 격자 지도를 생성한다. 도 3은 도 1에서 도시한 격자 지도 생성부에서 생성된 격자 지도를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 일실시예에 있어서, 격자 지도(1)는 주행 또는 정차 중인 차량 주변의 전역 또는 일부 영역을 작은 격자(Grid)(1a)로 분할하고, 각 격자에 어떤 장애물의 유무를 표현하는 지도이다.
일실시예에 있어서, 격자 지도 생성부(120)는 차량 주변의 공간을 2차원 사각형 격자(예를 들어, 10cm X 10cm)로 분할한다. 또한, 격자 지도 생성부(120)는 복수 개의 초음파 센서(110)들로부터 입력 받은 차량 주변 공간에 위치하는 장애물들의 거리 정보를 이용하여 분할된 격자에 장애물이 존재할 확률을 검토한다. 그리고, 장애물이 존재한다고 판단되면 해당 격자를 다른 격자와 구분되도록 표시한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 격자를 사각형 격자로 실시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 격자로 변형하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 격자의 크기는 주행 환경, 초음파 센서의 개수 및 설치 위치에 대응하여 적절하게 설계 변경이 가능하다.
초음파 센서(110)로부터 거리 정보가 들어올 때마다, 격자 지도 생성부(120)는 각 격자에서 장애물이 존재할 확률을 갱신하여 검토하고, 그 결과를 해당 격자에 갱신하여 표현한다. 격자 지도 생성부(120)는 해당 격자에 장애물이 존재한다고 판단되는 경우, 해당 격자에 소정의 색을 채워 표현할 수 있다. 특히, 차량과 동일한 거리에 있는 해당 격자들은 동일한 색으로 채워 표현될 수 있다. 또한, 인접하는 해당 격자들은 동일한 색으로 채워 표현될 수 있다.
이때, 해당 격자들과 차량과의 거리를 측정하는데 있어서, 차량의 기준이 되는 격자는, 초음파 센서들이 설치된 차량의 전단부의 중심 또는 후단부의 중심에 대응하는 격자일 수 있다.
한편, 차량은 각 장애물과의 상대적 위치가 반영되어 격도 지도상에 표현될 수 있다. 일실시예에 있어서, 차량을 격자 지도의 중심에 표현할 수 있다. 또한, 초음파 센서가 위치하는 차량의 전단부의 중심 또는 후단부의 중심이 격자 지도의 중심에 위치하도록, 차량을 격자 지도상에 표현할 수 있다. (도 3의 10a)
주행 경로 생성부(130)는 격자 지도상에서 표현되는 장애물을 회피할 수 있는 주행 경로를 실시간으로 생성한다. 일실시예에 있어서, 경로 생성부(140)는 격자 지도상에서, 차량의 소정의 영역에 대응하는 격자를 작용점으로 하고, 복수 개의 장애물들이 표현된 격자들을 각각 향하는 벡터(V1,V2)들을 합성하여 합성 벡터(V3)를 생성하고, 합성 벡터(V3)로 표현되는 주행 경로를 생성할 수 있다. 여기서, 작용점이 되는 격자는 차량 이미지(10a)의 중심에 대응하는 격자(1b)일 수 있다. 또한, 여기서, 주행 경로 생성을 위한 벡터들(V1,V2)은 인접하여 동일한 색으로 채워진 격자들이 이루는 일정 영역(O1,O2)을 하나의 장애물로 인식하여 해당 영역의 무게중심을 각각 향하도록 설정될 수 있다. 이때, 일정 영역(O1,O2)은 도 3의 화살표로 표시된 주행 방향을 기준으로 할 때, 차량 이미지(10a)의 중심에 대응하는 격자(1b)의 앞에 위치하는 격자들이 이루는 영역일 수 있다.
도 4는 도 3에서 도시한 격자 지도와 카메라의 영상을 합성한 화면을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 하나의 화면에 격자 지도(1)와 카메라의 영상(2)이 실시간으로 매칭되어 함께 보이도록 격자 지도(1)와 카메라의 영상(2)을 합성한다.
한편, 도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 어라운드 뷰 시스템을 구비한 차량(10)은 상술한 경로 생성부(140)에서 생성된 경로를 따라 주행하도록 차량의 조향 시스템(MDPS) 및 기타 제어 모듈을 제어하는 주행 제어부(200)를 포함할 수 있다. 주행 제어부(200)는 별도로 설치하거나, 차량의 ECU에서 구현이 가능하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 어라운드 뷰의 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 초음파 센서를 통해 차량 주변의 장애물들의 거리 정보를 감지한다.(S10) 다음으로, 감지된 거리 정보에 기초하여 차량 주변의 격자 지도를 생성한다.(S20) 다음으로, 생성된 격자 지도와 카메라의 영상 정보를 합성한다. (S30) 합성된 영상은 하나의 화면으로 운전자에게 실시간으로 제공된다.
한편, 생성된 격자 지도에 표시된 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성할 수 있다.(S40) 이후, 차량이 주행 경로를 따라 주행하도록 조향 시스템(MDPS) 및 ECU를 제어한다.(S50)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 차량
100 : 어라운드 뷰 시스템
110 : 초음파 센서
120 : 격자 지도 생성부
130 : 주행 경로 생성부
140 : 영상 합성부
200 : 주행 제어부

Claims (9)

  1. 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서와,
    상기 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 격자 지도 생성부
    를 포함하되,
    카메라의 영상과 상기 격자 지도를 실시간으로 매칭하여 하나의 화면에 디스플레이 되도록 합성하는 영상 합성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 어라운드 뷰 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 격자 지도에 표시된 상기 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 주행 경로 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 어라운드 뷰 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 격자 지도에서 상기 장애물이 존재한다고 표시되는 격자 중, 상기 초음파 센서와 동일한 거리에 있는 적어도 둘의 격자는 동일한 색으로 표시되는 것을 특징으로 하는 차량용 어라운드 뷰 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 격자 지도에서 상기 장애물이 존재한다고 표시되는 격자 중 상호 인접하는 적어도 둘의 격자는 동일한 색으로 표시되는 것을 특징으로 하는 차량용 어라운드 뷰 시스템.
  6. 차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 초음파 센서와, 상기 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 격자 지도 생성부와, 카메라의 영상과 상기 격자 지도를 실시간으로 매칭하여 하나의 화면에 디스플레이 되도록 합성하는 영상 합성부를 포함하는 어라운드 뷰 시스템을 구비한 차량.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 격자 지도에 표시된 상기 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 주행 경로 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  8. a)차량과 장애물 사이의 거리 정보를 감지하는 단계;
    b)감지된 거리 정보에 기초하여 상기 장애물이 표시된 격자 지도를 생성하는 단계;및
    c)상기 격자 지도와 카메라의 영상을 합성하여 디스플레이 하는 단계
    d)를 포함하는 차량용 어라운드 뷰 생성 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    e) 상기 b)단계에서 생성된 상기 격자 지도에 표시된 장애물의 위치 정보에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 주행 경로를 생성하는 단계;와
    f) 생성된 상기 주행 경로를 따라 주행하도록 차량의 주행을 제어하는 단계
    를 포함하는 차량용 어라운드 뷰 생성 방법.

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