KR102028757B1 - Method for display in vehicle using head up display and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 헤드업 디스플레이(HUD: head up display)를 이용한 건설기계 및 차량의 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 건설기계 또는 차량의 사용자의 눈높이에 맞게 HUD의 화면을 표시하고, 또한 사용자의 시선 이동에 따라 HUD 화면을 사용자의 시선 방향으로 적응적으로 이동시켜 표시하고, 또한 사용자의 취향에 따라 원하는 거리감(일명, 디스플레이 거리감)으로 화면을 표시함으로써, 사용자의 작업 시야를 확보하고 나아가 작업 능률을 향상시키는 것이다. The present invention relates to a display device and method for a construction machine and a vehicle using a head up display (HUD).
The present invention displays the screen of the HUD according to the user's eye level of the construction machinery or vehicle, and also adaptively moves and displays the HUD screen in the direction of the user's gaze according to the user's gaze movement, and also according to the user's taste By displaying the screen with a sense of distance (aka display distance), the user's work view is secured and work efficiency is improved.
Description
본 발명은 건설기계 차량의 디스플레이에 관한 것으로서, 특히 헤드업 디스플레이를 이용한 디스플레이 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display of a construction machine vehicle, and more particularly to a display method and apparatus using a head-up display.
건설기계는 토목공사 또는 건축공사에 사용되며, 그 종류는 굴착기, 그레이더, 크레인, 운반기계 등이 있다. 일반적으로 건설기계는 핸들, 페달, 스틱 또는 조이스틱 등을 조작하여 작동시킨다. 또한, 최근 생산되는 건설기계는 디스플레이 장치를 구비하고 있으며, 건설기계의 디스플레이 장치를 통해 장비의 상태 및 중요 데이터를 사용자(즉, 작업자)에게 표시하여 준다. 따라서, 건설기계의 사용자는 디스플레이에 표시된 장비의 상태 및 정보를 이용하여 효율적으로 건설기계를 작동시킬 수 있다. 특히, 차량 운전자(즉, 사용자, 또는 작업자)의 운전 중 주행안전을 확보하고자 차량 주행정보와 주변상황 정보를 효과적으로 운전자에게 전달해주는 매체로서, 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display)가 각광받고 있다.Construction machinery is used in civil engineering or building construction, and types of excavators, graders, cranes and transport machinery. In general, construction machinery is operated by operating a handle, pedal, stick or joystick. In addition, recently produced construction machinery is equipped with a display device, and displays the status and important data of the equipment to the user (that is, the worker) through the display device of the construction machine. Therefore, the user of the construction machine can operate the construction machine efficiently by using the status and information of the equipment displayed on the display. In particular, a head up display (HUD) has been in the spotlight as a medium for effectively transmitting vehicle driving information and surrounding situation information to the driver in order to secure driving safety while driving a vehicle driver (ie, a user or an operator). .
차량의 헤드업 디스플레이(HUD)는 차량 주행 중 운전자 정면 즉, 운전자의 주 시야선을 벗어나지 않는 범위에서 차량주행정보나 기타 정보를 제공하는 표시장치로서, 초창기에는 항공기 특히 전투기에 부착되어 개발하게 된 것이 최근에는 차량에도 설치되기 시작한 것이다. The head-up display (HUD) of a vehicle is a display device that provides vehicle driving information or other information within the driver's front face, that is, within the range of the driver's main line of sight while driving the vehicle. It has recently been installed in vehicles.
차량의 헤드업 디스플레이(HUD)는 차량의 전면유리에 운전자의 주시야 선에 계기판의 정보(속도, 주행거리, RPM, 네비정보, 경고 등)를 나타나게 하여 운전자가 운전 중에도 쉽게 주행정보를 파악할 수 있도록 한다. 이로써 운전자는 전방 도로로부터 눈을 떼지 않고도 중요한 주행정보를 인지함으로써 안전 운행을 유지할 수 있다.The vehicle's head-up display (HUD) displays the instrument panel information (speed, mileage, RPM, navigation information, warnings, etc.) on the driver's line of sight on the windshield of the vehicle, allowing the driver to easily identify driving information while driving. Make sure This allows the driver to keep safe driving by recognizing important driving information without taking his eyes off the road ahead.
그런데, 차량에 적용된 HUD의 종래 기술은 작업자의 전방 유리창에 일방향성으로 고정된 화면을 투영하기 때문에, 빛의 난반사 및 음영에 의한 영향을 제거할 수 없는 단점을 내포하고 있다. 이러한 빛의 난반사와 음영은 작업자의 시야 확보에 문제를 일으켜, 작업자의 작업 능률을 저하시키는 요인이 될 수 있다.However, the prior art of the HUD applied to the vehicle has a disadvantage that can not eliminate the effects of diffuse reflection and shading of the light because it projects a fixed screen in one direction on the front window of the operator. Such diffuse reflection and shadow of the light causes a problem in securing the worker's vision, which can be a factor that reduces the worker's work efficiency.
한편, 차량 운전자(작업자)가 작업 영역에 따라 시선 방향이 HUD의 투영되는 면(즉, 캐빈 내의 전방 유리창)과 작업 영역(즉, 캐빈 밖의 작업 중인 영역) 간에 이동할 수 있다. 이러한 운전자의 시선 이동은, 작업 중인 운전자의 작업 능률을 저하시킬 수 있고, 또한 안전사고를 초래할 수도 있다.
On the other hand, the vehicle driver (worker) can move along the working area between the projected surface of the HUD (ie, the front windshield in the cabin) and the working area (ie, the working area outside the cabin). Such movement of the driver's gaze may reduce the work efficiency of the driver in operation and may also cause a safety accident.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 차량 운전자의 시선을 탐색(포착)하여, 그 시선의 이동에 따라 운전자의 눈높이에 최적의 방향으로 작업정보 및 기타 계기판 정보 등을 적응적으로 이동시켜 표시하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to search (capture) the eyes of the driver of the vehicle, and to move and display work information and other instrument panel information in an optimal direction at the eye level of the driver according to the movement of the eyes. .
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, HUD를 이용하여 운전자가 원하는 거리감으로 표시함으로써, 작업의 능률을 향상시키고, 또한 안전사고를 방지하는 것이다.In addition, the technical problem to be solved by the present invention, by using the HUD to display the sense of distance desired by the driver, to improve the efficiency of the work and to prevent safety accidents.
상기와 같은 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른, 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 방법은, 적어도 하나 이상의 카메라로 캡쳐한 이미지를 처리하여 사용자 얼굴 및 눈동자를 판별하는 단계와, 상기 캡쳐한 이미지를 처리하여 사용자의 눈동자에 대한 위치정보를 추출하는 단계와, 상기 추출한 위치정보를 이용하여, 헤드업 디스플레이(HUD: head up display) 모듈의 반사각을 변경하는 단계와, 상기 변경된 HUD 모듈의 반사각으로 화면을 차량의 창에 투영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above technical problem, a display method of a vehicle using a head-up display according to the present invention, the step of determining the user's face and eyes by processing the image captured by at least one or more cameras, Extracting location information of a user's eyes by processing the captured image, changing a reflection angle of a head up display (HUD) module using the extracted location information, and changing the HUD module Projecting the screen to the window of the vehicle at a reflection angle of the.
바람직하게는, 상기 사용자의 시선이 이동되었는지 탐색하는 단계와, 상기 사용자의 시선이 이동되었다면, 상기 사용자의 눈동자를 계속 포커싱하여 추적하는 단계와, 상기 사용자의 시선 이동에 따라, 사용자의 눈동자에 대한 위치정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method further comprises: searching whether the user's gaze has moved, and if the user's gaze has moved, continuously focusing and tracking the pupil of the user, and according to the user's gaze movement, The method may further include extracting location information.
바람직하게는, 디스플레이 거리감이 설정 또는 변경되었는지 탐색하는 단계와, 디스플레이 거리감이 설정 또는 변경된 경우, 그 설정 또는 변경된 디스플레이 거리감으로 HUD 모듈의 화면이 차량 창에 투영되도록 이미지 처리되는 단계와, 상기 이미지 처리된 HUD 모듈의 화면을 차량 창에 투영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, searching for whether the display distance is set or changed, and if the display distance is set or changed, image processing to project the screen of the HUD module onto the vehicle window with the set or changed display distance, and the image processing. And projecting the screen of the HUD module onto the vehicle window.
바람직하게는, 상기 위치정보는 상기 추적 카메라와 상기 사용자의 눈동자 간의 거리 정보 및 방향 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the location information includes distance information and direction information between the tracking camera and the pupil of the user.
바람직하게는, 상기 HUD 모듈의 반사각을 변경하는 단계에서, 상기 HUD 모듈의 반사각은 상기 사용자의 시선과 직각으로 HUD 모듈의 화면이 차량 창에 투영될 수 있는 각도인 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step of changing the reflection angle of the HUD module, the reflection angle of the HUD module is characterized in that the angle at which the screen of the HUD module can be projected on the vehicle window perpendicular to the eyes of the user.
또한, 상기와 같은 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른, 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 장치는, 적어도 2개 이상의 소형 카메라로 사용자의 이미지를 캡쳐하고, 사용자의 눈동자를 추적하는 추적 카메라와, 차량의 창에 투영될 이미지의 반사각이 조절될 수 있는 헤드업 디스플레이(HUD: head up display) 모듈과, 차량 창에 투영될 HUD 모듈의 화면의 디스플레이 거리감을 설정 또는 변경할 수 있는 계기판 UI(user interface)와, 상기 추적 카메라가 캡쳐한 사용자의 이미지를 처리하여 사용자의 얼굴과 눈동자를 판별하고, 상기 처리하고 판별한 사용자의 이미지를 이용하여 사용자 눈동자의 위치정보를 추출하고, 상기 추출한 위치정보를 이용하여 차량 창에 투영할 화면의 방향 및 반사각을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to solve the technical problem of the invention as described above, the display device of the vehicle using the head-up display according to the present invention, to capture the image of the user with at least two or more small camera, and to track the eyes of the user Head-up display (HUD) module with adjustable tracking camera, reflection angle of the image projected on the window of the vehicle, and instrument panel for setting or changing the display distance of the screen of the HUD module to be projected on the vehicle window A user interface (UI) and an image of the user captured by the tracking camera are processed to discriminate the user's face and eyes, and the location information of the user's pupil is extracted using the processed and determined user's image, and the extracted It includes a control unit for adjusting the direction and the reflection angle of the screen to be projected on the vehicle window using the location information And a gong.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 계기판 UI로부터 디스플레이 거리감의 설정 또는 변경이 있는지를 탐색하고, 상기 디스플레이 거리감의 설정 또는 변경이 있는 경우, 그 설정 또는 변경에 해당하는 HUD 모듈의 화면을 이미지 프로세싱하고, 그 이미지 프로세싱된 HUD 모듈의 화면이 차량 창에 투영되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller detects whether there is a setting or change of the display distance sense from the instrument panel UI, and if there is a setting or change of the display distance sense, image processing the screen of the HUD module corresponding to the setting or the change. And control the screen of the image-processed HUD module to be projected onto the vehicle window.
바람직하게는, 상기 위치정보는, 상기 추적 카메라와 상기 사용자의 눈동자 간의 거리 정보 및 방향 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the location information, characterized in that it comprises the distance information and direction information between the tracking camera and the pupil of the user.
바람직하게는, 상기 제어부는, 차량 창에 투영할 화면의 방향을 HUD 모듈의 반사렌즈를 조절함으로써, HUD 모듈 화면의 방향 및 반사각을 조절하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller is characterized by adjusting the direction and the reflection angle of the HUD module screen by adjusting the reflection lens of the HUD module to the direction of the screen to be projected on the vehicle window.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 HUD 모듈을 제어하여, HUD 모듈의 화면이 알파브랜딩하여 차량 창에 표시하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit controls the HUD module, characterized in that the screen of the HUD module alpha-branded to display on the vehicle window.
본 발명은 사용자의 시선 이동에 따라, 사용자의 시선에 최적인 방향에 차량 정보 및 작업 정보 등을 차량의 창에 적응적으로 표시하기 때문에, 사용자의 작업 시야가 빛의 난반사 및 음영의 영향을 방지할 수 있다. The present invention adaptively displays vehicle information and work information, etc., in a window of a vehicle in a direction that is optimal for the user's gaze according to the movement of the user's eyes, thereby preventing the effect of diffuse reflection and shadow of the light of the user's work. can do.
또한, 본 발명은, 사용자가 캐빈 내에서 3차원 적으로 움직이더라도 사용자의 시선 이동을 인식 및 추적함에 따라, 사용자의 시선에 최적 방향(예를 들어, 사용자 시선의 동선 방향의 직각)으로 화면을 표시하면서도, 그 표시되는 화면의 거리감을 사용자가 설정할 수 있기 때문에, 사용자가 능률적이고 편리하게 작업할 수 있다.In addition, the present invention, even if the user moves three-dimensionally in the cabin, as the user's gaze movement is recognized and tracked, the screen in the optimal direction (for example, perpendicular to the direction of the user's gaze) of the user's gaze. While displaying, the user can set the sense of distance of the displayed screen, so that the user can work efficiently and conveniently.
도 1은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD(head up display)를 이용한 디스플레이 장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치를 사용하는 방법을 도시한 것이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치가 차량 창에 HUD 모듈의 화면을 투영한 예시이다.
도 4은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치의 디스플레이 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a view illustrating a display apparatus using a head up display (HUD) according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a method of using a display device using a HUD according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates an example in which the display device using the HUD according to the present invention projects the screen of the HUD module onto a vehicle window.
4 is a flowchart illustrating a display method of a display apparatus using a HUD according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 HUD를 이용하는 차량 및 건설기계에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 기술 분야에 적용될 수도 있다.The present invention is applied to vehicles and construction machinery using the HUD. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to all technical fields to which the technical spirit of the present invention can be applied.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이하, 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, in the description and the accompanying drawings, the substantially identical components are represented by the same reference numerals, and thus redundant description will be omitted. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
한편, 본 발명에서 설명하는 용어, " 및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.On the other hand, the term described in the present invention, the term "and / or" includes any item of a plurality of related items described or a combination of a plurality of items described.
본 발명에서 사용하는 기술용어, "디스플레이 장치"는 아날로그 또는 디지털 표시장치를 제공하는 장치를 통칭하는 포괄적인 의미이고, 약칭으로 "디스플레이" 또는, "모니터" 또는 "계기판"이라고 칭할 수 있다. 또한, 본 발명의 "디스플레이 장치"는 하나 이상의 모니터 또는 계기판으로 구성된 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 "디스플레이 장치"는 "디스플레이"를 동작시키는 제어부(또는 프로세서)와 통합 또는 독립 구성된 장치일 수 있다.The technical term "display device" used in the present invention is a generic term for a device that provides an analog or digital display device, and may be abbreviated "display" or "monitor" or "board". The "display device" of the present invention may also be a device composed of one or more monitors or instrument clusters. In addition, the "display device" of the present invention may be a device integrated or independent of the control unit (or processor) for operating the "display".
본 발명에서 사용하는 기술용어, "건설기계"는 문자 그대로 건설용도로 사용되는 기계만을 한정하는 것이 아니라, 본 발명에 따른 조이스틱 및 디스플레이 장치가 적용되는 모든 차량을 통칭하는 포괄적인 의미이다.The technical term "construction machine" used in the present invention is not only limited to the machine used literally for construction purposes, but also a generic meaning of all vehicles to which the joystick and the display device according to the present invention are applied.
본 발명의 기본 개념은: 건설기계 또는 차량의 사용자의 눈높이에 맞게 HUD의 화면을 표시하고, 또한 사용자의 시선 이동에 따라 HUD 화면을 사용자의 시선 방향으로 적응적으로 이동시켜 표시하고, 또한 사용자의 취향에 따라 원하는 거리감(일명, 디스플레이 거리감)으로 화면을 표시함으로써, 사용자의 작업 시야를 확보하고 나아가 작업 능률을 향상시키는 것이다. 상술한 본 발명의 개념은: 1) 사용자의 얼굴과 시선을 포착할 수 있는 2 대 이상의 카메라와; 2) 2 대 이상의 카메라에서 캡쳐한 이미지로부터 사용자와의 위치정보(거리 및 방향)를 측정할 수 있는 제어부(또는 이미지 프로세서)와; 3) 차량 창에 표시(투영)되는 HUD의 화면의 반사각이 조절될 수 있는 HUD 모듈을 통하여 구현할 수 있다.The basic concept of the present invention is to display the screen of the HUD according to the user's eye level of the construction machine or the vehicle, and also to display the HUD screen by adaptively moving in the direction of the user's gaze according to the user's gaze movement. By displaying the screen with a desired distance sense (also called display distance sense) according to taste, it is possible to secure a working view of a user and further improve work efficiency. The concept of the present invention described above includes: 1) two or more cameras capable of capturing the face and gaze of a user; 2) a control unit (or image processor) capable of measuring position information (distance and direction) with a user from images captured by two or more cameras; 3) The reflection angle of the screen of the HUD displayed (projected) on the vehicle window may be implemented through the HUD module.
도 1은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치이다.1 is an embodiment of the present invention, a display device using a HUD according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치(100)는, 2개 이상의 소형 카메라를 포함하고, 사용자의 이미지를 캡쳐하고, 사용자의 눈동자를 포커싱하며 추적하는 추적 카메라(110)와, 차량의 창(예를 들어, 캐빈 창)에 투영될 화면(이미지)의 방향 및/또는 각도가 변경될 수 있도록, 반사렌즈의 반사각이 조정 또는 조절될 수 있는 HUD 모듈(120)과, 추적 카메라(110)로부터 캡쳐된 사용자의 이미지(화면)를 프로세싱하여 사용자의 얼굴과 눈동자를 인식 및 판별하고, 상기 판별한 사용자의 이미지를 이용하여 사용자 눈동자의 위치정보를 추출하고, 상기 추출한 위치정보를 이용하여 차량 창에 투영할 이미지의 방향을 HUD 모듈의 반사각으로 조절하는 제어부(130)와, 차량 창에 투영된 이미지의 디스플레이 거리감을 설정 또는 변경할 수 있는 계기판 UI(user interface)(140)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the
한편, HUD 모듈(120)은 일반적인 구성으로써, 백라이트 유닛과, LCD 패널, 렌즈와, LCD 제어기 보드와, 렌즈 에세이와, 반사 렌즈를 포함하여 구성된다. 추가적으로, HUD 모듈(120)은 이미지를 투영할 반사각을 전방향(즉, 상하좌우 및 앞뒤, 3차원 이동방향)으로 조절할 수 있는 장치를 더 구성할 수 있다. 예를 들어, HUD 모듈(120)은 반사렌즈를 상하좌우 및 전방향으로 이동 및 회전시킬 수 있는 구동모터와 마운트를 포함할 수도 있다. 또 다른 실시 예로서, HUD 모듈(120)은 상기 제어부(130)를 포함하여 일체하거나, 또는 독립하여 구성할 수도 있다.The
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치의 기능 및 구성을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the function and configuration of a display apparatus using a HUD according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.
추적 카메라(110)는 적어도 2개 이상의 소형 카메라로 구성되어 있으며, 건설기계 캐빈 내 전면 창에 장착된다. 2 대의 카메라는 상하좌우 및 앞뒤의 3차원적으로 움직이는 사용자의 얼굴과 눈동자를 추적한다. 즉, 캐빈 내의 좌석에 앉아 작업 중인 사용자의 얼굴과 눈동자를 캡쳐하고, 그 캡쳐한 이미지를 제어부(130)로 전송한다. 그리고, 그 전송한 캡쳐 이미지를 분석한 제어부(130)가 제어 신호(예를 들어, 눈동자 위치에 대한 정보 및 포커싱 관련 제어 신호)를 보내면, 이를 수신하여 추적 카메라(110)는 사용자의 눈동자에 포커싱(focusing)하고, 지속적으로 사용자의 눈동자를 추적하여 초점을 맞춘다. 예를 들어, 사용자가 캐빈 밖의 "A 작업 영역"을 주시하다가, 고개를 돌려 "B 작업 영역"으로, 또는 캐빈 내의 "C 영역"으로 시선을 이동한다면, 추적 카메라(110)는 제어부(130)의 제어 신호에 의해, 사용자의 눈동자에 초점을 맞춰 사용자 시선의 이동을 추적한다.The
제어부(130)는 추적 카메라(110)로부터 사용자에 대한 캡쳐 이미지를 분석(이미지 프로세싱)하여, 사용자의 얼굴과 눈동자를 판별한다. 또한, 제어부(130)는 사용자의 눈동자를 판별한 후, 2 대의 카메라로 캡쳐된 이미지로부터 사용자 눈동자의 위치정보(거리 및 방향 등에 관한 정보)를 추출하고, 그 추출한 위치정보를 처리하여 추적 카메라가 계속하여 사용자의 눈동자를 추적하도록, 추적 카메라(110)을 제어한다. 이때, 제어부(130)는 추적 카메라(110)의 각각을 별개로 또는 통합하여 제어할 수 있다.The
제어부(130)는 상기 캡쳐된 이미지를 처리하여 획득한 위치정보(즉, 사용자 눈동자에 대한 위치정보)를 이용하여, HUD 모듈(120)의 반사각을 조절하여, HUD 모듈의 화면이 사용자의 눈높이에 투영되도록 HUD 모듈(120)을 제어한다. 즉, 예를 들어, 사용자가 캐빈 밖의 "A 작업 영역"을 주시하며 작업하고 있는 중에 고개를 돌려 "B 작업 영역"으로 시선을 이동한다고 가정하자. 이때, 2 대의 카메라로 구성된 추적 카메라(110)는 사용자의 얼굴과 눈동자의 이미지들(동영상)을 계속하여 캡쳐할 것이고, 제어부는 그 캡쳐한 이미지들을 처리하여 사용자의 눈동자에 대한 위치정보를 추출한다. 제어부(130)는 추출한 위치정보를 이용하여, 현재 사용자의 주 시선이 머무는 "B 작업 영역"의 시선의 동선 상에, HUD 모듈(120)의 화면을 캐빈의 창에 표시하도록 HUD 모듈의 반사각을 조절한다. 즉, 제어부(130)는 상기 위치정보가 변화함에 따라, 사용자의 시선의 동선 상에 있는 캐빈 창에 HUD 모듈(120)의 화면을 투영시킨다. 예를 들어, 제어부(130)는 HUD 모듈(120) 내의 마운트 및/또는 반사렌즈를 제어하여, 캐빈 창에 투영되는 화면의 반사각을 조절할 수 있다.The
한편, 사용자가 계기판 UI(140)으로 자신의 취향에 따른 거리감을 선택(또는 설정)하면, 제어부(130)는 사용자가 선택한 거리감에 맞는 HUD 모듈(120)의 화면을 캐빈 창에 투영되도록 HUD 모듈(120)의 화면 이미지를 처리하고, 그 처리된 화면 이미지가 HUD 모듈(120)에 의해 캐빈 창에 투영되도록 HUD 모듈(120)을 제어한다.On the other hand, when the user selects (or sets) a sense of distance according to his / her preference with the
또한, 제어부(130)는 HUD 모듈(120)이 캐빈 창에 투영하는 화면의 이미지를 알파브랜딩(alphablending) 처리할 수 있다. 여기서, 알파브랜딩이란 일반 이미지 데이터에 투명도를 나타내는 변수 α를 추가하여 투과 이미지를 표현하는 기법이다. In addition, the
도 2는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치를 사용하는 방법을 도시한 것이다.2 is a view illustrating a method of using a display device using a HUD according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2 대의 소형 카메라로 구성된 추적 카메라(110)는 캐빈(20)의 전면 창(21)에 장착될 수 있다. 그리고, 추적 카메라(110)는 사용자(즉, 운전자)(22)가 시선을 이동시킬 때마다, 사용자의 눈동자를 인식 및 추적하여 사용자의 눈동자에 초점을 맞춘다.As shown in FIG. 2, the tracking
한편, HUD 모듈(120)은 계기판 클러스터(cluster)(23)상에 설치될 수 있다. HUD 모듈(120)의 반사렌즈의 각도 변화에 따라, 캐빈(20)의 전면 창(21)에 투영되는 화면의 반사각(투영각)이 변환된다. 상술한 바와 같이, 상기 화면의 반사각은 제어부(130)의 제어에 의하여 변환된다.On the other hand, the
도 3는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치가 차량 창에 HUD 모듈의 화면을 투영한 예시이다.3 illustrates an example in which the display device using the HUD according to the present invention projects the screen of the HUD module onto a vehicle window.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량 창(즉, 건설기계의 캐빈 창)에 2 대의 소형 카메라로 구성된 추적 카메라(110)이 사용자의 눈동자를 포커싱하여 추적하고, 그 추적한 사용자의 시야의 동선 상에 있는 차량 창에 HUD 모듈의 화면(즉, 작업 정보, 또는 차량 정보, 또는 작업 가이드 등)이 표시된다.As shown in FIG. 3, a tracking
도 4은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 HUD를 이용한 디스플레이 장치의 디스플레이 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a display method of a display apparatus using a HUD according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4을 참조하면, 2 대의 카메라(즉, 추적 카메라)로 캡쳐한 이미지를 처리하여 사용자 얼굴 및 눈동자를 인식 및 판별한다(S410). 상기 캡쳐한 이미지를 처리하여 사용자의 눈동자에 대한 위치정보(즉, 예를 들어 사용자의 눈동자와 각 카메라에 대한 거리 및 방향에 대한 정보)를 추출한다(S420).1 to 4, the image captured by two cameras (that is, the tracking camera) is processed to recognize and determine a user's face and eyes (S410). The captured image is processed to extract location information about the user's eyes (that is, information about the distance and direction of the user's eyes and each camera, for example) (S420).
제어부(130)는 상기 추출한 위치정보를 이용하여, 즉, 사용자 눈동자와 카메라 간의 거리 및 방향에 대한 정보를 로딩(loading)하고(S430), 그 로딩한 정보에 따라 HUD 모듈(120)의 반사각을 변경하여 캐빈 창에 HUD 모듈(120)의 화면을 투영한다(S440). 상기 S440 단계는 캐빈 창에 투영된 HUD 모듈(120)의 화면이 사용자의 시선과 직각으로 보이도록 함으로써, 빛의 난반사 및 음영을 제거하여 사용자에게 최적의 시야를 제공하기 위한 것이다.The
제어부(130)는 사용자가 캐빈 내에서 작업 중에 시선이 이동(변경)되었는지 탐색한다(S450). 만일 사용자의 시선이 이동되었다면, 카메라(110)는 사용자의 눈동자를 계속하여 포커싱하여 추적하고, 제어부(130)는 사용자에 이동에 따라 사용자 눈동자의 위치정보를 다시 추출하기 위해, 상기 S410 단계가 실행된다. The
사용자가 계기판 UI(140)을 통해, 디스플레이 거리감을 설정 또는 변경하였는지를 제어부(130)가 탐색한다(S460). 만일, 디스플레이 거리감이 설정 또는 변경되었다면, 제어부(130)는 그 설정한 거리감에 따라 HUD 모듈(120)의 화면이 캐빈 창에 투영되도록 HUD 모듈(120)의 화면을 이미지 처리하고, 그 처리된 HUD 모듈(120)의 화면이 캐빈 창에 투영되도록 제어한다(S470).The
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라, 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
Claims (9)
상기 획득한 캡쳐 이미지를 분석하여 사용자의 눈동자에 대한 위치정보를 추출하는 단계와;
상기 추출한 위치정보를 이용하여, 헤드업 디스플레이(HUD: head up display) 모듈(120)의 반사각을 변경하는 단계와;
상기 변경된 HUD 모듈(120)의 반사각으로 화면을 차량의 창에 투영하는 단계
를 포함하고,
상기 반사각을 변경하는 단계에서,
상기 사용자의 시선이 차량 창에 투영되는 화상면과 직각이 되도록 상기 HUD 모듈(120)의 반사각을 변경하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 방법. Capturing a user's face and eyes with at least one tracking camera 110 to obtain a captured image;
Extracting location information of the pupil of the user by analyzing the obtained captured image;
Changing a reflection angle of a head up display (HUD) module 120 using the extracted position information;
Projecting the screen onto the window of the vehicle at the reflection angle of the modified HUD module 120
Including,
In the step of changing the reflection angle,
Changing the reflection angle of the HUD module 120 so that the user's line of sight is perpendicular to the image plane projected on the vehicle window.
상기 화면을 차량의 창에 투영하는 단계 이후에,
상기 사용자의 시선이 이동되었는지 탐색하는 단계와;
상기 사용자의 시선이 이동되었다면, 상기 사용자의 눈동자를 계속 포커싱하여 추적하는 단계와;
상기 사용자의 시선 이동에 따라, 사용자의 눈동자에 대한 위치정보를 추출하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 방법.The method of claim 1,
After projecting the screen onto a window of the vehicle,
Searching whether the user's gaze has moved;
If the user's gaze has moved, focusing and tracking the pupil of the user;
Extracting location information of the pupil of the user according to the movement of the user's eyes
Display method of the vehicle using the head-up display, characterized in that it further comprises.
디스플레이 거리감이 설정 또는 변경되었는지 탐색하는 단계와;
디스플레이 거리감이 설정 또는 변경된 경우, 그 설정 또는 변경된 디스플레이 거리감으로 HUD 모듈(120)의 화면이 차량 창에 투영되도록 이미지 처리되는 단계와;
상기 이미지 처리된 HUD 모듈(120)의 화면을 차량 창에 투영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 방법. The method of claim 1,
Searching whether the display distance is set or changed;
If the display distance is set or changed, image processing is performed such that the screen of the HUD module 120 is projected onto the vehicle window with the set or changed display distance;
And projecting the screen of the image-processed HUD module (120) onto a vehicle window.
상기 사용자의 눈동자와 추적 카메라(110) 간의 거리 정보 및 눈동자 방향 정보를 포함하고,
상기 추적 카메라(110)는 상기 사용자의 눈동자를 추적하여 상기 사용자의 이미지를 캡쳐하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 방법.The method of claim 1, wherein the location information
Includes distance information and pupil direction information between the user's pupil and the tracking camera 110,
The tracking camera 110 tracks the eyes of the user and captures the image of the user.
차량의 창에 투영될 이미지의 반사각이 조절될 수 있는 헤드업 디스플레이(HUD: head up display) 모듈(120)과;
차량 창에 투영될 HUD 모듈의 화면의 디스플레이 거리감을 설정 또는 변경할 수 있는 계기판 UI(user interface)(140)와;
상기 추적 카메라(110)가 캡쳐한 사용자의 이미지를 처리하여 사용자의 얼굴과 눈동자를 판별하고, 상기 처리하고 판별한 사용자의 이미지를 이용하여 사용자 눈동자의 위치정보를 추출하고, 상기 추출한 위치정보를 이용하여 차량 창에 투영할 화면의 방향 및 반사각을 조절하는 제어부(130)를 포함하고,
상기 헤드업 디스플레이(HUD: head up display) 모듈(120)은 상기 사용자의 시선이 차량 창에 투영되는 화상면과 직각이 되도록 상기 HUD 모듈(120)의 반사각을 변경하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 장치(100).A tracking camera 110 for tracking the eyes of the user with at least two small cameras and capturing an image of the user;
A head up display (HUD) module 120 in which a reflection angle of an image to be projected on a window of the vehicle can be adjusted;
An instrument panel UI (140) for setting or changing the display distance of the screen of the HUD module to be projected on the vehicle window;
The tracking camera 110 processes the captured image of the user to determine the user's face and eyes, extracts the location information of the user's pupil using the processed and determined user's image, and uses the extracted location information. And a controller 130 for adjusting a direction and a reflection angle of a screen to be projected onto the vehicle window.
The head up display (HUD) module 120 changes the reflection angle of the HUD module 120 so that the user's line of sight is perpendicular to the image plane projected on the vehicle window. Vehicle display device 100 using.
상기 계기판 UI(140)로부터 디스플레이 거리감의 설정 또는 변경이 있는지를 탐색하고,
상기 디스플레이 거리감의 설정 또는 변경이 있는 경우, 그 설정 또는 변경에 해당하는 HUD 모듈(120)의 화면을 이미지 프로세싱하고, 그 이미지 프로세싱된 HUD 모듈(120)의 화면이 차량 창에 투영되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 장치(100).The method of claim 6, wherein the controller 130
Search whether there is a setting or change in the display distance from the instrument panel UI 140,
If there is a setting or change of the display distance, image processing of the screen of the HUD module 120 corresponding to the setting or the change, and control of the screen of the image processed HUD module 120 to be projected on the vehicle window Vehicle display device 100 using a head-up display characterized in that.
상기 사용자의 눈동자와 추적 카메라(110) 간의 거리 정보 및 눈동자 방향 정보를 포함하고,
상기 추적 카메라(110)는 상기 사용자의 눈동자를 추적하여 상기 사용자의 이미지를 캡쳐하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 장치(100).The method of claim 6, wherein the location information
Includes distance information and pupil direction information between the user's pupil and the tracking camera 110,
The tracking camera 110 tracks the eyes of the user to capture the image of the user, the display device of the vehicle (100) using a head-up display.
차량 창에 투영할 화면의 방향을 HUD 모듈(120)의 반사렌즈를 조절함으로써, HUD 모듈(120)의 화면의 방향 및 반사각을 조절하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이를 이용한 차량의 디스플레이 장치(100). The method of claim 6, wherein the controller 130
Display apparatus of the vehicle 100 using the head-up display, characterized in that for adjusting the direction of the screen to be projected on the vehicle window by adjusting the reflection lens of the HUD module 120, the direction and the reflection angle of the screen of the HUD module 120. ).
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