KR102114386B1 - 차량용 미러리스 시스템 - Google Patents

차량용 미러리스 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차량용 미러리스 시스템은, 카메라를 통해 실시간 영상을 입력받고 이 입력 영상 내에서 비교 지평선 좌표와 비교 차체 좌표를 포함한 비교 좌표를 실시간 추출하기 위한 입력부; 기준 영상으로부터 추출된 기준 지평선 좌표와 기준 차체 좌표를 포함한 기준 좌표가 저장된 저장부; 상기 기준 좌표와 상기 비교 좌표를 비교하여 상기 기준 영상에 대한 상기 입력 영상의 피치/요/롤 각도를 산출하는 처리부;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 미러리스 시스템{Mirrorless System for Vehicle}
본 발명은 차량용 미러리스 시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 카메라 장착위치 및 장착 각도 변화를 영상에 반영하여 보정할 수 있는 차량용 미러리스 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 운전자는 단지 자신의 육안을 통해 차량 주변을 확인하거나, 인사이드 미러 또는 아웃 사이드 미러를 통해 후방을 확인하고 차량이 전진, 후진 또는 선회하도록 하여 왔다.
그러나 차종에 따라서는 운전석에 앉아 전후방의 주변 환경을 쉽게 확인할 수 있는 것이 있는가 하면, 육안 또는 미러를 통해 확인할 수 없는 사각 지대가 존재하기 마련이다.
특히, 대형 차량의 경우 인사이드 미러나 아웃 사이드 미러만으로는 확인할 수 없는 부위가 상대적으로 많기 때문에 차량을 주행하기에 앞서 차량의 주변을 돌아보면서 육안으로 장애물이 존재하는지 여부를 확인해야만 접촉 사고와 같은 교통 안전 사고 및 인명 사고의 발생을 방지할 수 있다.
따라서, 최근에는 카메라를 통하여 차량 주변 환경을 촬영하고, 촬영된 영상을 차량에 구비된 디스플레이 장치를 통해 디스플레이하는 장치가 상용화되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2013-0025005호(출원일 : 2011.08.30)
본 발명은 차량에 설치된 카메라의 장착 각도의 변화를 감지하여 각도 변화 정도에 따라 영상을 보정하여 디스플레이할 수 있는 차량용 미러리스 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 차량용 미러리스 시스템은, 카메라를 통해 실시간 영상을 입력받고 이 입력 영상 내에서 비교 지평선 좌표와 비교 차체 좌표를 포함한 비교 좌표를 실시간 추출하기 위한 입력부; 기준 영상으로부터 추출된 기준 지평선 좌표와 기준 차체 좌표를 포함한 기준 좌표가 저장된 저장부; 상기 기준 좌표와 상기 비교 좌표를 비교하여 상기 기준 영상에 대한 상기 입력 영상의 피치/요/롤 각도를 산출하는 처리부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 저장부는 상기 기준 영상으로부터 추출된 기준 좌표; 상기 기준 영상의 지평선 및 차체의 월드좌표; 및 상기 카메라 장착 각도 정보;가 저장될 수 있다.
또한, 상기 처리부는 상기 비교 좌표 상기 기준 좌표를 비교하여 카메라 보정 각도를 산출하는 이미지 좌표 비교부; 상기 카메라 보정 각도를 반영하여 상기 저장부의 상기 카메라 장착 각도 정보를 수정하는 카메라 장착 각도 정보 보정부; 및 상기 수정된 보정 정보에 대한 유효성 검증을 위한 이미지 좌표 재산출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 좌표 비교부는 상기 기준 좌표와 상기 비교 좌표의 Y값의 변화 또는 기울기 변화를 통해 상기 카메라의 피치각도/요각도/롤각도 변화를 검출할 수 있다.
또한, 상기 이미지 좌표 재산출부는 상기 기준영상의 월드좌표에 상기 수정된 카메라 장착 각도 정보를 적용한 후 상기 비교영상의 비교좌표와 비교하여 보정의 유효성을 판단할 수 있다.
본 발명의 차량용 미러리스 시스템에 따르면 차량에 설치된 카메라의 장착 각도의 변화를 감지하여 각도 변화 정도에 따라 영상을 보정하여 디스플레이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 차량용 미러리스 시스템의 개략도;
도 2는 저장부에 저장된 지평선 및 차체의 기준 좌표;
도 3 내지 도 5는 기준 좌표와 실시간 영상으로부터 추출된 비교 좌표를 비교하는 것을 나타낸 개략도;이다.
본 발명의 이점 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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 공지된 구조 및 공지된 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술된 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 차량용 미러리스 시스템에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
차량에 설치되는 카메라는 제조 공차 및 조립 공차 등의 이유로 차량에 장착될 시 상하/좌우/회전되어 장착될 가능성이 있으며, 이로 인해 원하는 영상과의 사이에 차이가 발생할 수 있다.
카메라가 원하는 위치에 대해 상하로 기울어진 정도를 피치(Pitch) 각도, 좌우로 기울어진 정도를 요(Yaw) 각도, 광축을 중심으로 회전된 정도를 롤(Roll) 각도로 지칭할 수 있으며, 본 발명의 미러리스 시스템은 기 저장된 지평선과 차체의 이미지 좌표(기준 좌표)와 실시간 영상으로부터 인식된 지평선과 차체의 이미지 좌표(비교 좌표)를 서로 비교하여 피치/요/롤 각도를 산출하고 이를 실시간 영상에 반영하여 보정하는 것을 주요 특징으로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미러리스 시스템(100)은 입력부(110), 저장부(120) 및 처리부(130)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 카메라를 통해 실시간 영상을 입력받고 이 입력 영상 내에서 지평선의 좌표와 차체의 좌표를 실시간 인식하기 위한 것으로, 지평선 좌표는 영상에 지평선 검출 알고리즘을 적용하여 실시간 획득될 수 있고, 차체 좌표는 영상에서 예상되는 차체 위치 부근의 윤곽선을 검출하여 획득될 수 있다.
지평선 검출 알고리즘은 항공기의 자세 제어나 위치 추정, 차선 인식 분야에서 일반적으로 적용되고 있는바, 지평선 검출 알고리즘에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
입력부(110)는 영상으로부터 비교 좌표를 추출할 수 있으며, 비교 좌표는 지평선과 차체의 시작 좌표(Hx1,Hy1,Bx1,By1) 및 끝점 좌표(Hxn,Hyn,Bxn,Byn)을 포함한 N개의 좌표로 구성될 수 있다.
저장부(120)는 지평선 및 차체의 월드 좌표, 지평선 및 차체의 이미지로부터 추출된 기준 좌표 및 카메라 장착 각도 정보를 저장할 수 있다.
처리부(130)는 이미지 좌표 비교부(131)와 카메라 장착 각도 정보 보정부(132) 및 이미지 좌표 재산출부(133)를 포함할 수 있으며, 이미지 좌표 비교부(131)는 입력부(110)를 통해 획득된 실시간 영상의 비교 좌표(지평선, 차체)와 저장부(120)에 저장된 기준 좌표(지평선, 차체)를 비교하여, 기준 영상에 대한 실시간 입력 영상으로부터 피치/요/롤 각도를 산출할 수 있다.
카메라 장착 각도 정보 보정부(132)는 이미지 좌표 비교부(131)로부터 산출된 카메라의 보정 각도(피치/요/롤)를 통해 카메라 장착 각도에 영향을 주는 각도 정보 항목을 보정할 수 있다.
이미지 좌표 재산출부(133)는 보정 정보에 대한 유효성 검증을 위한 것으로, 저장부(120)에 미리 저장된 지평선 및 차체의 월드좌표에 보정된 카메라 장착 각도 정보를 적용하여 지평선 및 차체의 이미지 좌표를 재산출하고 이를 비교 좌표와 비교하여 보정의 유효성을 판단할 수 있다.
도 2는 본 실시예의 저장부(120)에 저장되는 기준 좌표를 나타낸 것으로, 기준 좌표는 지평선 좌표 (Hx1,Hy1), (Hx2,Hy2) ... (Hxn,Hyn)와 차체 좌표 (Bx1,By1), (Bx2,By2) ... (Bxn,Byn)으로 이루어질 수 있다.
도 3 내지 도 5은 기준 이미지의 기준 좌표와 실시간 이미지의 비교 좌표를 상호 비교하여 보정 각도를 산출하는 과정을 나타낸 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 기준 이미지의 기준 좌표인 지평선 좌표 (Hx1,Hy1), (Hx2,Hy2) ... (Hxn,Hyn)와 차체 좌표 (Bx1,By1), (Bx2,By2) ... (Bxn,Byn)와, 실시간 이미지로부터 추출된 비교 좌표인 비교 지평선 좌표(Hx1',Hy1'), (Hx2',Hy2') ... (Hxn',Hyn')와 차체 좌표 (Bx1',By1'), (Bx2',By2') ... (Bxn',Byn')를 비교한다.
이때, 기준 좌표의 지평선 좌표의 Y값과 비교 좌표의 지평선 좌표의 Y값을 비교하여 기준 좌표의 지평선 좌표의 Y값에 대해 비교 좌표의 지평선 좌표의 Y값의 변화 방향이 동일한 경우, Y값의 차이를 통해 카메라의 상하 각도 변화(피치각도)를 산출할 수 있고, 이 피치각도를 통해 카메라 장착 각도 정보 항목을 보정할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 기준 좌표의 지평선 좌표의 Y값과 비교 좌표의 지평선 좌표의 Y값을 비교하여 기준 좌표의 지평선 좌표의 Y값에 대해 비교 좌표의 지평선 좌표의 Y값의 변화 방향이 상이한 경우, 기준 차체 좌표를 통해 산출된 기준 차체 기울기와 비교 차체 좌표를 통해 산출된 비교 차체 기울기, 기준 지평선과 비교 지평선의 기울기 차이를 비교하여 카메라의 보정 각도 정보를 산출할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 기준 차체 기울기에 대한 비교 차체 기울기와 기준 지평선에 대한 비교 지평선이 모두 동일한 방향으로 변화(모두 증가, 모두 감소)한 경우, 카메라가 광축을 중심으로 회전된 것으로 판단되며, 기준 좌표에 대한 비교 좌표의 회전 정도를 통해 롤 각도를 산출할 수 있고, 이 롤 각도를 통해 카메라 장착 각도 정보 항목을 보정할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 기준 차체 기울기에 대한 비교 차체 기울기와 기준 지평선에 대한 비교 지평선이 서로 상이한 방향으로 변화한 경우, 카메라가 좌우 방향으로 변화된 것으로 판단되며, 기준 좌표에 대한 비교 좌표의 이동 정도를 통해 요 각도를 산출할 수 있고, 이 요 각도를 통해 카메라 장착 각도 정보 항목을 보정할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 차량용 미러리스 시스템에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 카메라를 통해 실시간 영상을 입력받고 상기 실시간 영상 내에서 비교 지평선 좌표와 비교 차체 좌표를 포함한 비교 좌표를 실시간 추출하기 위한 입력부;
    기준 영상으로부터 추출된 기준 지평선 좌표와 기준 차체 좌표를 포함한 기준 좌표가 저장된 저장부;
    상기 기준 좌표와 상기 비교 좌표를 비교하여 상기 기준 영상에 대한 상기 입력 영상의 피치/요/롤 각도를 산출하는 처리부;를 포함하고,
    상기 저장부는,
    상기 기준 영상으로부터 추출된 기준 좌표, 상기 기준 영상의 지평선 및 차체의 월드좌표 및 상기 카메라 장착 각도 정보가 저장되며,
    상기 처리부는,
    상기 비교 좌표와 상기 기준 좌표를 비교하여 카메라 보정 각도를 산출하는 이미지 좌표 비교부; 및
    상기 카메라 보정 각도를 반영하여 상기 저장부의 상기 카메라 장착 각도 정보를 수정하는 카메라 장착 각도 정보 보정부;를 포함하고,
    상기 이미지 좌표 비교부는,
    상기 기준 좌표의 지평선 좌표 값과 상기 비교 좌표의 지평선 좌표 값의 변화 방향의 동일 여부 및 기준 차체 기울기와 비교 지평선의 변화 방향의 동일 여부에 따라 상기 입력 영상의 피치각도, 요각도 또는 롤각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 미러리스 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는
    수정된 보정 정보에 대한 유효성 검증을 위한 이미지 좌표 재산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 미러리스 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이미지 좌표 비교부는 상기 기준 좌표와 상기 비교 좌표의 Y값의 변화 또는 기울기 변화를 통해 상기 카메라의 피치각도/요각도/롤각도 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 미러리스 시스템.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 3에 있어서,
    상기 이미지 좌표 재산출부는
    상기 기준 영상의 월드좌표에 상기 수정된 카메라 장착 각도 정보를 적용한 후 상기 실시간 영상의 비교좌표와 비교하여 보정의 유효성을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 미러리스 시스템.
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