KR102068361B1

KR102068361B1 - 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템

Info

Publication number: KR102068361B1
Application number: KR1020180131961A
Authority: KR
Inventors: 지강진
Original assignee: 지강진
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-01-21

Abstract

본 발명의 실시 형태는 운전자 눈동자의 전방에 존재하는 운전석 공간에 차량 계기판 이미지를 홀로그램 영상으로서 표시하는 홀로그램 출력기; 상기 차량 계기판 이미지상에서 움직이는 운전자 손동작을 감지하는 모션 감지 카메라; 및 차량 계기판 정보를 차량 계기판 이미지로 생성하여 상기 홀로그램 출력기로 제공하며, 상기 모션 감지 카메라를 통해 감지되는 운전자 손동작에 매칭되는 차량 제어를 수행하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

차량 계기판 확대 디스플레이 시스템{Display system for vehicle instrument panel}

본 발명은 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템으로서, 차량 상태 정보를 표시하는 차량 계기판 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 클러스터 게이지(cluster gauge)라고 불리는 차량 계기판은 운전자에게 차량의 전반적인 주행상태를 알릴 수 있도록 하는 계기판으로서, 운전자는 전방을 주시하는 중에 수시로 차량 계기판을 보고 주행 상태를 판단한다.

기존의 차량 계기판은 타코미터(Tachometer), 속도계, 냉각수온계 및 유량계 등을 구비하고, 감지센서를 통해 감지된 차량의 엔진 회전속도, 차량의 속도, 냉각수온도 및 유량상태 정보를 바늘의 움직임의 변화를 통해 나타낸다.

이에, 운전자는 바늘이 가리키는 숫자를 읽어내어 운행중인 차량의 상태 정보를 파악하고 그 정보를 참고하여 차량 운행 중에 속도를 조절하는 등의 동작을 취할 수 있게 된다.

이러한 기존의 차량 계기판은 일정 각도의 부채꼴 형태 또는 원형의 문자판을 형성하고 눈금마다 일정 숫자가 표시되어 포인터가 중심부의 LCD(liquid crystal display)부를 중심으로 회전하면서 RPM(revolution per minute), 속도, 냉각수온 및 유량 등의 수치를 알 수 있도록 한다.

그런데 기존의 차량 계기판은 운전석 앞에 있는 대쉬 보드의 파여진 공간에 작은 크기로 마련되어 있어, 운전자가 차량 계기판을 손쉽게 바라볼 수 없는 문제가 있다. 또한 운전중에 차량 계기판을 조작하는 것은 차량 계기판의 크기가 작은 이유로 인하여 사고 위험성이 존재하는 문제가 있다.

한국공개특허 10-2004-0065881

본 발명의 기술적 과제는 차량용 계기판이 디스플레이 패널 등으로 차량 내부에 고정되어 있기 때문에 시인성이 약화되는 문제를 해결할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

상기 모션 감지 카메라는, 운전석을 중심으로 좌측 전방에 위치하는 모션 제1카메라; 및 운전석을 중심으로 우측 전방에 위치하는 모션 제2카메라;를 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 차량 계기판 정보가 미리 설정된 기준치 이내인 경우 미리 설정된 기준 크기의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기를 제어하며, 차량 계기판 정보가 상기 기준치를 초과하는 차량 계기판 정보가 존재하는 경우, 상기 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기를 제어할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 운행 속도가 기준 속도를 초과하는 경우, 상기 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기로서 운행 속도가 점멸되는 형태의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기를 제어할 수 있다.

운전자의 졸음 여부를 판별하는 졸음 운전 감지기;를 포함하며, 상기 제어 유닛은, 상기 졸음 운전 감지기를 통해 운전자의 졸음 운전이 감지되는 경우 설정된 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기의 졸음 경고 메시지를 출력하도록 홀로그램 출력기를 제어할 수 있다.

상기 졸음 운전 감지기는, 운전자의 눈 주변을 촬영하여 운전자의 졸음 여부를 판별하는 운전자 눈 주변 감지 센서; 운행 상태를 파악하여 운전자의 졸음 여부를 판별하는 운행 상태 감지 센서;중 어느 하나로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 차량용 계기판을 홀로그램 형태의 확대 이미지로서 운전자의 전방에 표시하여 운전자의 계기판 시인성 향상을 가져올 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 이미지의 전면 그림.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 이미지의 측면 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 이미지의 크기별 모습을 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 과속 운전 경고 점멸 예시 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 이미지의 전면 그림이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 이미지의 측면 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 계기판 확대 이미지의 크기별 모습을 도시한 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 과속 운전 경고 점멸 예시 그림이다.

일반적으로 차량용 계기판은 운전자 정보 시스템(AMS)을 사용하여 차량의 상태에 의하여 수시로 변화하는 정보를 운전자가 인식하기 쉽도록 표시해주는 기능을 수행한다. 이러한 기존의의 차량용 계기판은 차량 출고시에 기본적인 정보들의 배치 및 크기가 고정되어 있으며, 계기판 표시 장치에 의해 차량 주행 상태나 주변 상황에 따라 계기판에 표시되는 정보들을 변화시키며 표시한다. 예컨대, 연료의 잔량이 부족할 경우 연료 부족등의 중요도는 증가하고, 엔진의 온도가 올라갈 경우에는 엔진 온도 게이지의 중요도가 상승한다.

이와 같이 차량용 계기판이 LED 패널 등으로 차량 내부에 고정되어 있기 때문에 시인성이 약화되는 문제가 있는 바, 본 발명은 차량용 계기판을 홀로그램 형태의 확대 이미지로서 표시하여 운전자의 시인성 향상이 이루어지도록 한다.

이를 위하여 본 발명의 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 운전자 눈동자의 전방에 존재하는 운전석 공간에 차량 계기판 이미지를 홀로그램 영상으로서 표시하는 홀로그램 출력기(200)와, 차량 계기판 이미지상에서 움직이는 운전자 손동작을 감지하는 모션 감지 카메라(100)와, 차량 계기판 정보를 차량 계기판 이미지로 생성하여 상기 홀로그램 출력기(200)로 제공하며, 상기 모션 감지 카메라(100)를 통해 감지되는 운전자 손동작에 매칭되는 차량 제어를 수행하는 제어 유닛(300)을 포함할 수 있다. 이하 상술하기로 한다.

홀로그램 출력기(200)는, 도 2. 도 3, 및 도 4에 도시한 바와 같이 운전자 눈동자의 전방에 존재하는 운전석 공간에 차량 계기판 이미지를 홀로그램 영상으로서 표시하는 영상 출력기이다. 홀로그램(hologram)은 알려진 바와 같이 3차원 영상으로 된 입체 사진으로, 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들어진다. 홀로그래피의 원리는 레이저에서 나온 광선을 2개로 나눠 하나의 빛은 직접 스크린을 비추게 하고, 다른 하나의 빛은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이다. 이때 직접 스크린을 비추는 빛을 기준광(reference beam·참조광)이라고 하고, 물체를 비추는 빛을 물체광(object beam)이라고 한다. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사돼 나오는 빛이므로 물체 표면에 따라 위상차(물체 표면에서부터 스크린까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다. 이때 변형되지 않은 기준광이 물체광과 간섭을 일으키며 이때의 간섭무늬가 스크린에 저장된다. 이러한 간섭무늬가 저장된 필름을 홀로그램이라고 한다. 저장된 영상을 다시 재현하려면 기록할 때 사용된 광선을 다시 스크린 건판에 쏘아야 한다. 재생 시 사용하는 광선은 기록 시와 같은 진동수를 가진 파동만이 3차원으로 재현되고, 파장과 위상이 다른 파들은 아무런 효과가 없이 저장된 홀로그램을 통과해 버리기 때문에 기록 시 사용된 기준광과 반드시 정확히 일치해야 한다.

홀로그램 영상으로 출력되는 차량 계기판에는, 차량 속도를 나타내는 속도계, 엔진의 회전수 즉 RPM(revolutions per minute)을 나타내는 타코미터, 유량의 상태를 나타내는 유량계, 차량의 냉각수온도를 나타내는 냉각수온계 등의 다양한 운행 관련 정보들이 표시된다. 이밖에 비상 버튼 등의 조작 버튼, 와이퍼 조작 버튼이 영상으로서 표시될 수 있다.

모션 감지 카메라(100)는, 차량 계기판 이미지상에서 움직이는 운전자 손동작을 감지하는 유닛이다. 홀로그램 형태로 표시되는 차량 계기판 이미지를 운전자가 터치하여 조작하고자 하는 경우, 이러한 운전자 손동작을 감지하는 것이다.

이러한 모션 감지 카메라(100)는, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor) 카메라 센서, 적외선 카메라 센서 등의 다양한 카메라 센서로 구현될 수 있다. 여기서 CCD 또는 CMOS 카메라 센서의 경우, 촬상 소자로서 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시켜 운전자 손동작 모션을 감지하며, 적외선 카메라 센서의 경우 적외선을 송신 및 반사 수신하여 운전자 손동작 모션을 감지하게 된다.

여기서 모션 감지 카메라(100)는 단수개로 구현될 수 있으며 경우에 따라서 복수개로 구현될 수 있다. 예를 들어, 모션 감지 카메라(100)는, 운전석을 중심으로 좌측 전방에 위치하는 모션 감지 제1카메라(100a)와, 운전석을 중심으로 우측 전방에 위치하는 모션 감지 제2카메라(100b)로서 구현될 수 있다.

참고로, 촬영되는 운전자 손동작 영상은 CAN 통신을 통하여 제어 유닛(300)을 전달될 수 있다. CAN(Controller Area Network) 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. CAN 통신은 메시지 기반 프로토콜이며 최근에는 차량뿐만 아니라 산업용 자동화기기나 의료용 장비에서도 종종 사용되고 있다. CAN 통신은 각 제어기들 간의 통신을 위해 주로 사용되는 non-host bus 방식의 메시지 기반 네트워크 프로토콜이다.

또한 촬영되는 운전자 손동작 영상은 저장체에 저장될 수 있는데, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.

제어 유닛(300)은, 차량 계기판 정보를 차량 계기판 이미지로 생성하여 홀로그램 출력기(200)로 제공한다. 또한 제어 유닛(300)은, 모션 감지 카메라(100)를 통해 감지되는 운전자 손동작에 매칭되는 차량 제어를 수행한다. 이를 위해 홀로그램으로 표시되는 차량 계기판 이미지내의 각 조작 패널의 위치에 상응하는 3축(X축,Y축,Z축) 정보를 가지고 있으며, 따라서 운전자 손동작 영상의 움직임 위치 정보를 추출하여 조작 패널 위치 상에서 조작이 발생되는지를 판단한다.

예를 들어, 비상 버튼의 이미지가 홀로그램 이미지의 x1,y1,z1 위치에 표시되고 있다고 가정할 때, 판독되는 운전자 손이 x1,y1,z1 위치하면서 누르는 동작 형태로서 감지되는 경우, 운전자가 비상 버튼을 눌렀다고 판단하고 차량 램프등을 비상 점멸시키는 제어를 수행한다.

마찬가지로, 와이퍼 조작 버튼 이미지가 홀로그램 이미지의 x2,y2,z2 위치에 표시되고 있다고 가정할 때, 판독되는 운전자 손이 x2,y2,z2 위치하면서 누르는 동작 형태로서 감지되는 경우, 운전자가 와이퍼 조작 버튼을 눌렀다고 판단하고 차량 와이퍼를 구동시키는 제어를 수행한다.

한편, 제어 유닛(300)은 차량 계기판 정보를 차량 계기판 이미지로 생성하여 홀로그램 출력기(200)로 제공하는데, 이러한 차량 계기판 이미지를 확대 출력할 수 있다.

이를 위해 제어 유닛(300)은, 차량 계기판 정보가 미리 설정된 기준치 이내인 경우, 도 5(a)에 도시한 바와 같이 미리 설정된 기준 크기의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어한다. 반면에 차량 계기판 정보가 기준치를 초과하는 차량 계기판 정보가 존재하는 경우, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어하는데, 예를 들어, 운행 속도가 기준 속도를 초과하는 경우, 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기로서 표시하도록 제어한다.

나아가, 운행 속도가 기준 속도를 초과하는 경우, 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기로서 도 6에 도시한 바와 같이 운행 속도가 점멸되는 형태의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어한다. 따라서 위험 상황에 도래할 때 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기로서 점멸 발광시킴으로써, 운전자가 직관적으로 위험 상황임을 즉시 인식하도록 할 수 있다.

한편, 운전중에 졸음 운전의 경우 대형 교통 사고를 유발할 수 있어, 이러한 졸음 운전을 차량 계기판의 홀로그램 이미지로서 경고할 필요가 있다.

이를 위하여 본 발명의 제어하는 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템은, 운전자의 졸음 여부를 판별하는 졸음 운전 감지기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제어 유닛(300)은, 졸음 운전 감지기(미도시)를 통해 운전자의 졸음 운전이 감지되는 경우 설정된 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기의 졸음 경고 메시지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어한다.

따라서 운전자는, 졸음 운전시에 눈 앞에 펼쳐지는 홀로그램 경고 영상을 자동적으로 보게 되어, 졸음 운전 경각심을 가지게 될 수 있다.

이러한 졸음 운전 감지기(미도시)는, 다양한 센서로서 구현될 수 있는데, 운전자의 눈 주변을 촬영하여 운전자의 졸음 여부를 판별하는 운전자 눈 주변 감지 센서, 운행 상태를 파악하여 운전자의 졸음 여부를 판별하는 운행 상태 감지 센서 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 이밖에 졸음 운전을 감지하는 다른 다양한 감지 센서가 사용될 수 있음은 자명할 것이다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:모션 감지 카메라
200:홀로그램 출력기
300:제어 유닛

Claims

차량의 대시보드에 설치되는 것으로, 운전자 눈동자의 전방에 존재하는 운전석 공간에 차량 계기판 이미지를 홀로그램 영상으로서 표시하는 홀로그램 출력기(200);
상기 차량 계기판 이미지상에서 움직이는 운전자 손동작을 감지하는 모션 감지 카메라(100); 및
차량 계기판 정보를 차량 계기판 이미지로 생성하여 상기 홀로그램 출력기(200)로 제공하며, 상기 모션 감지 카메라(100)를 통해 감지되는 운전자 손동작에 매칭되는 차량 제어를 수행하는 제어 유닛(300);을 포함하고,
상기 모션 감지 카메라(100)는,
운전석을 중심으로 좌측 전방에 위치하는 모션 제1카메라; 및
운전석을 중심으로 우측 전방에 위치하는 모션 제2카메라;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 제어 유닛(300)은,
차량 계기판 정보가 미리 설정된 기준치 이내인 경우 미리 설정된 기준 크기의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어하며,
차량 계기판 정보가 상기 기준치를 초과하는 차량 계기판 정보가 존재하는 경우, 상기 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 제어 유닛(300)은,
운행 속도가 기준 속도를 초과하는 경우, 상기 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기로서 운행 속도가 점멸되는 형태의 차량 계기판 이미지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템.
청구항 1에 있어서,
운전자의 졸음 여부를 판별하는 졸음 운전 감지기;를 포함하며,
상기 제어 유닛(300)은, 상기 졸음 운전 감지기를 통해 운전자의 졸음 운전이 감지되는 경우 설정된 기준 크기보다 더 확대된 확대 크기의 졸음 경고 메시지를 출력하도록 홀로그램 출력기(200)를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 졸음 운전 감지기는,
운전자의 눈 주변을 촬영하여 운전자의 졸음 여부를 판별하는 운전자 눈 주변 감지 센서;
운행 상태를 파악하여 운전자의 졸음 여부를 판별하는 운행 상태 감지 센서;
중 어느 하나로 구현됨을 특징으로 하는 차량 계기판 확대 디스플레이 시스템.