KR102074762B1 - 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법으로, 사용자로부터 차량의 테일 게이트의 작동 입력을 획득하고 획득한 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키고 후방 카메라를 통하여 테일 게이트 전방을 촬영한 후, 촬영된 영상을 제어부로 전달하며 제어부를 통하여 촬영된 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하고, 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정한 후, 결정된 개방각에 응답하여 테일 게이트를 개방하는 것을 그 요지로 한다.

Description

카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치 및 그 방법 {Tail gate opening angle control device using camera image, and the method of thereof}
본 발명은 테일 게이트 개방 각도 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로 카메라 영상을 이용한 개방 각도 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 테일 게이트는 개방 방식이 무조건 Full로 열리는 방식과 운전자의 키 정보를 사전에 메모리한 상태에서의 개방 높이 조절 장치에 의한 2단계 개방 높이 조절하는 방식으로 특정된 사람에게 맞추어져 있다. 이는 평상시 차량의 테일 게이트 사용 방식과 현재 도로의 상황 (기울기 등)을 고려하지 못한 부분이 있다.
종래 기술은 차량용 파워 테일 게이트의 최대 오픈량 설정 장치 및 방법(한국출원번호 : 10-2011-0133134)이다. 종래 기술은 테일 게이트가 개방된 상태에서 메모리 스위치의 조각 신호가 설정 시간 동안 지속되는 경우 홀센서에 의해 검출된 모터의 회전 방향과 회전 rpm 에 대한 정보가 컨트롤러에 메모리되고, 메인스위치의 조작시 컨트롤러에 메모리된 홀센서의 정보에 근거해서 컨트롤러가 모터로 전원을 공급하는 파워 서플라이의 동작을 제어하는 것을 그 요지로 한다.
그런데 종래 기술은 평상시 테일 게이트 사용은 제3자가 운전자에게 테일 게이트의 개방을 요청시, 테일 게이트가 열리면 짐을 적재하고, 이때 키가 작은 사람 또는 차량이 기울어져 있는 경우에는 테일 게이트에 사람의 손이 미치지 못하여 테일 게이트를 닫기 어려운 상황이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 차량에 장착된 카메라의 영상을 테일 게이트 전방 영상을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 사람의 신장 크기를 계산하고 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일면에 따른, 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치는 차량의 테일 게이트; 상기 테일 게이트 전방의 영상을 촬영하는 후방 카메라; 및 사용자로부터의 상기 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키고, 촬영된 상기 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하고, 계산된 상기 신장 크기에 응답하여 상기 테일 게이트 개방각을 결정하며, 결정된 상기 개방각에 응답하여 상기 테일 게이트를 개방하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 스마트키를 소지한 사용자와 상기 테일 게이트와의 거리가 기설정된 임계값 이하이면 상기 테일 게이트를 작동시킨다.
본 발명의 다른 면에 따른, 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법은 사용자로부터 차량의 테일 게이트의 작동 입력을 획득하는 단계; 획득한 상기 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키는 단계; 상기 후방 카메라를 통하여 상기 테일 게이트 전방을 촬영하는 단계; 촬영된 영상을 제어부로 전달하는 단계; 상기 제어부를 통하여 촬영된 상기 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하는 단계; 계산된 상기 신장 크기에 응답하여 상기 테일 게이트 개방각을 결정하는 단계; 및 결정된 상기 개방각에 응답하여 상기 테일 게이트를 개방하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 사용자로부터 차량의 테일 게이트의 작동 입력을 획득하고 획득한 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키고 후방 카메라를 통하여 테일 게이트 전방을 촬영한 후, 촬영된 영상을 제어부로 전달하며 제어부를 통하여 촬영된 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하고, 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정한 후, 결정된 개방각에 응답하여 테일 게이트를 개방한다.
따라서 본 발명은 테일 게이트 개방 제어를 통하여 운전자가 어떠한 상황에서도 편한 자세로 테일 게이트를 조작할 수 있어 사용자 편의성이 향상된다.
또한, 후방 카메라 앞에 복수의 사람이 있어도 신장이 가장 큰 사람을 기준으로 테일 게이트 개방 각도가 결정되므로, 사용자 신장과 테일 게이트 열림 정도를 고려하여 테일 게이트 개방 각도를 조정할 수 있어 사용자 편의성이 향상된다.
도 1은 종래 발명의 실시 예에 따른 차량용 파워 테일 게이트의 최대 오픈량 설정 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 테일 게이트 개방을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 움직임 객체를 추출하는 것을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 높이점을 추출하는 것을 도시한 도면.
본 발명의 이 점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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 실시 예들을 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 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치의 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치는 테일 게이트(110), 후방 카메라(120), 제어부(130)를 포함한다.
테일 게이트(110)는 차량의 후방 측을 개방하는 문이다.
후방 카메라(120)는 테일 게이트(110) 전방을 촬영한다. 테일 게이트(110)의 개방 스위치가 작동하면, 후방 카메라(120)는 테일 게이트(110) 전방을 촬영한다.
제어부(130)는 사용자로부터의 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라(120)를 ON 시키고, 촬영된 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하고, 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정하며, 결정된 개방각에 응답하여 테일 게이트(110)를 개방한다.
예컨대, 제어부(130)는 후방 카메라(120)를 통해 촬영된 사람의 신장 크기를 174 cm로 계산하고, 174 cm 에 응답하여 테일 게이트 개방각 135도를 결정하며, 이에 응답하여 테일 게이트(110)를 개방한다.
제어부(130)는 스마트키를 소지한 사용자와 테일 게이트(110)와의 거리가 기설정된 임계값 이하이면 테일 게이트(110)를 작동시킨다. 예컨대, 제어부(130)는 스마트키를 소지한 사용자와 테일 게이트(110)와의 거리가 1 m 이하이면 테일 게이트(110)를 작동시킨다.
제어부(130)는 영상으로부터 움직임 객체를 추출하고 추출된 움직임 객체로부터 높이점을 추출하여 사람의 신장 크기를 계산한다.
제어부(130)는 움직임 객체로부터 추출된 실루엣 영상에 사람의 형태를 표현하여 머리부분, 몸통부분 및 다리부분으로 분리한 후, 추출된 실루엣 영상에서 중심축을 구하고 중심과 머리부분의 윤곽선이 만나는 점을 설정한 후, 다리부분에서 중심축의 좌우 부분으로 나누어 두발의 윤곽선 실루엣의 최저점을 연결하고 추출한 움직임 객체의 실루엣과 비교하여 최소의 오차를 찾아 이를 제거한다.
제어부(130)는 영상의 배경 영상에서 주기적으로 변하는 영역을 제거하고 소정 기간 동안 움직임이 없어도 움직임 객체를 추출한다.
제어부(130)는 영상에 포함된 사람이 복수인 경우 가장 큰 사람의 신장 크기를 계산한다. 예컨대 영상에 포함된 사람이 3명인 경우, 즉 185 cm, 175 cm, 165 cm 일 때, 제어부(130)는 가장 큰 사람의 신장 크기인 185 cm 를 계산한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법의 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 사용자로부터 차량의 테일 게이트의 작동 입력을 획득한다(S210). 구체적으로, 사용자로부터 차량의 운전석에서 버튼 입력 및 리모컨 키 입력 중 적어도 하나를 통해 작동 입력을 획득한다.
또는 스마트키를 소지한 사용자와 테일 게이트(110)와의 거리가 기설정된 임계값 이하이면 테일 게이트를 작동시킨다. 예컨대 스마트키 사용자와 테일 게이트(110)와의 거리가 1m 이하이면 테일 게이트(110)를 작동시킨다.
다음으로, 획득한 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시킨다(S220).
계속하여, 후방 카메라(110)를 통하여 테일 게이트 전방을 촬영한다(S230).
이어, 촬영된 영상을 제어부(130)로 전달한다(S240). 촬영된 영상에는 적어도 한 명의 사람의 영상 정보가 포함될 수 있다.
또한, 제어부(130)를 통하여 촬영된 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산한다(S250). 구체적으로, 영상에 포함된 사람이 복수인 경우 가장 큰 사람의 신장 크기를 계산한다.
예컨대 영상에 포함된 사람이 3명인 경우, 즉, 185 cm, 175 cm, 165 cm 일 때, 제어부(130)를 통하여 가장 큰 사람의 신장 크기인 185 cm 를 계산한다.
신장 크기를 계산하는 경우, 영상으로부터 움직임 객체를 추출한 후, 추출된 움직임 객체로부터 높이점을 추출한다.
보다 구체적으로, 프레임 사이의 평균값으로 배경 영상을 추출하고 각 픽셀의 최대값, 최소값 및 최대 프레임 차이 값으로 모델링하여 움직임 객체를 추출한다. 1)움직임 객체와 2)높이점을 추출하는 것에 대한 자세한 설명은 도 5, 6에서 상술한다.
이어, 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정한다(S260). 구체적으로 제어부(130)를 통하여 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정한다. 예컨대 계산된 신장 크기가 174cm이면 테일 게이트 개방각은 135도가 될 수 있다.
끝으로, 결정된 개방각에 응답하여 테일 게이트를 개방한다(S270). 구체적으로 제어부(130)를 통하여 결정된 개방각에 응답하여 테일 게이트를 개방한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 테일 게이트 개방을 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 테일 게이트(110) 개방 스위치를 작동하면, 차량 후방에 설치된 후방 카메라(화각 135도)가 ON 상태가 되고 테일 게이트(110) 전방 영상을 촬영하여 제어부(130)에 CAN 통신으로 영상 정보를 전달한다. 제어부(130)는 영상 정보로부터 사람 신장을 계산하고, 사람이 여러 명인 경우 최장신의 신장을 계산하고 이에 응답한 테일 게이트 개방각을 결정한 후, 테일 게이트를 개방한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 움직임 객체를 추출하는 것을 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 움직임 객체를 추출할 때를 살펴보면, 테일 게이트 후방의 사용자는 항상 움직이고 있다고 보아, 움직임 객체에 대한 정확한 판단을 하여 정확한 사람의 영상을 추출하여야 한다. 이는 노이즈 제거 모폴로지 연산의 과정으로 이루어지며 아래의 식으로 계산된 모델링 값을 사용한다. 이러한 방법을 통하여 배경 영상에 주기적으로 변하는 영역을 제공하고 일정기간 동안 움직임이 없어도 움직임 객체를 추출할 수 있다. 이때 카메라 노이즈를 제거하기 위해 프레임 사이의 평균값을 저주파 필터링하여 배경 영상을 생성한다.
배경 영상은 수학식 1과 같이 일정 시간(tr) 동안 프레임 사이의 평균값을 통해 생성된다.
Figure 112013095780377-pat00001
Figure 112013095780377-pat00002
Figure 112013095780377-pat00003
Figure 112013095780377-pat00004

수학식 2와 같이 각 픽셀은 최대값(M), 최소값(N), 프레임 사이의 최대 변화값(D)로 모델링된다. 배경영상과 모델링 값들은 프레임마다 업데이트되어 장기간에 걸쳐 입력 영상의 전체적인 밝기가 변해도 움직임 물체를 추출할 수 있고 이때 배경 영역만 업데이트 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 높이점을 추출하는 것을 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 기하학적 정보를 이용하여 물체의 높이를 계산하기 위해 움직임 영상에서 추출된 실루엣 영상에 사람의 형태를 표현하여 머리부분은 추출된 영역의 높이의 1/6, 몸통부분은 2.5/6, 다리부분은 2.5/6으로 나누어 표현한다.
실루엣 영상에서 중심축을 구하고 중심과 머리 부분의 윤곽선이 만나는 점을 설정한다. 또한, 다리부분에서 중심축의 좌우 부분으로 나누어 두 발의 윤곽선 실루엣의 최저점을 연결하고 앞에서 추출한 움직임 객체의 실루엣과 비교하여 최소의 오차를 찾아 이를 제거한다. 위의 방식에 의하면 실제 높이와 약 99.45 %의 정확도를 가진다.
본 발명에 따르면, 사용자로부터 차량의 테일 게이트의 작동 입력을 획득하고 획득한 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키고 후방 카메라를 통하여 테일 게이트 전방을 촬영한 후, 촬영된 영상을 제어부로 전달하며 제어부를 통하여 촬영된 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하고, 계산된 신장 크기에 응답하여 테일 게이트 개방각을 결정한 후, 결정된 개방각에 응답하여 테일 게이트를 개방한다.
따라서 본 발명은 테일 게이트 개방 제어를 통하여 운전자가 어떠한 상황에서도 편한 자세로 테일 게이트를 조작할 수 있어 사용자 편의성이 향상된다.
또한, 후방 카메라 앞에 복수의 사람이 있어도 신장이 가장 큰 사람을 기준으로 테일 게이트 개방 각도가 결정되므로, 사용자 신장과 테일 게이트 열림 정도를 고려하여 테일 게이트 개방 각도를 조정할 수 있어 사용자 편의성이 향상된다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 테일 게이트 120 : 후방 카메라
130 : 제어부

Claims (10)

  1. 차량의 테일 게이트;
    상기 테일 게이트 전방을 촬영하는 후방 카메라; 및
    사용자로부터의 상기 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키고, 촬영된 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하고, 계산된 상기 신장 크기에 응답하여 상기 테일 게이트 개방각을 결정하며, 결정된 상기 개방각에 응답하여 상기 테일 게이트를 개방하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는
    상기 영상으로부터 움직임 객체를 추출하고 추출된 상기 움직임 객체로부터 높이점을 추출하여 사람의 신장 크기를 계산하되,
    상기 움직임 객체로부터 추출된 실루엣 영상에 사람의 형태를 표현하여 머리부분, 몸통부분 및 다리부분으로 분리한 후, 추출된 상기 실루엣 영상에서 중심축을 구하고 중심과 상기 머리부분의 윤곽선이 만나는 점을 설정한 후, 상기 다리부분에서 중심축의 좌우 부분으로 나누어 두발의 윤곽선 실루엣의 최저점을 연결하고 추출한 상기 움직임 객체의 실루엣과 비교하여 최소의 오차를 찾아 이를 제거하며,
    상기 영상의 배경 영상에서 주기적으로 변하는 영역을 제거하고 소정 기간 동안 움직임이 없어도 움직임 객체를 추출하고,
    스마트키를 소지한 사용자와 상기 테일 게이트와의 거리가 기설정된 임계값 이하이면 상기 테일 게이트를 작동시키는 것
    인 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 영상에 포함된 사람이 복수인 경우 가장 큰 사람의 신장 크기를 계산하는 것
    인 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 장치.
  6. 사용자로부터 차량의 테일 게이트의 작동 입력을 획득하는 단계;
    획득한 상기 테일 게이트 작동 입력에 응답하여 후방 카메라를 ON 시키는 단계;
    상기 후방 카메라를 통하여 상기 테일 게이트 전방을 촬영하는 단계;
    촬영된 영상을 제어부로 전달하는 단계;
    상기 제어부를 통하여 촬영된 상기 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람의 신장 크기를 계산하는 단계;
    계산된 상기 신장 크기에 응답하여 상기 테일 게이트 개방각을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 개방각에 응답하여 상기 테일 게이트를 개방하는 단계를 포함하되,
    상기 신장 크기를 계산하는 단계는,
    상기 영상으로부터 움직임 객체를 추출하고 추출된 상기 움직임 객체로부터 높이점을 추출하여 사람의 신장 크기를 계산하되,
    상기 움직임 객체로부터 추출된 실루엣 영상에 사람의 형태를 표현하여 머리부분, 몸통부분 및 다리부분으로 분리한 후, 추출된 상기 실루엣 영상에서 중심축을 구하고 중심과 상기 머리부분의 윤곽선이 만나는 점을 설정한 후, 상기 다리부분에서 중심축의 좌우 부분으로 나누어 두발의 윤곽선 실루엣의 최저점을 연결하고 추출한 상기 움직임 객체의 실루엣과 비교하여 최소의 오차를 찾아 이를 제거하고,
    상기 영상의 배경 영상에서 주기적으로 변하는 영역을 제거하고 소정 기간 동안 움직임이 없어도 움직임 객체를 추출하는 것인 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 작동 입력을 획득하는 단계는
    상기 사용자로부터 상기 차량의 운전석에서 버튼 입력 및 리모컨 키 입력 중 적어도 하나를 통해 작동 입력을 획득하는 것
    인 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 신장 크기를 계산하는 단계는
    상기 영상에 포함된 사람이 복수인 경우 가장 큰 사람의 신장 크기를 계산하는 것
    인 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서, 상기 움직임 객체를 추출하는 단계는
    프레임 사이의 평균값으로 배경 영상을 추출하고 각 픽셀의 최대값, 최소값 및 최대 프레임 차이 값으로 모델링하여 움직임 객체를 추출하는 것
    인 카메라 영상을 이용한 테일 게이트 개방 각도 제어 방법.
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