KR102288947B1 - 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 마이크 센서, 차량 내측의 윈드쉴드(windshild)에 가상화상(virtual image)를 투영하는 투영 디스플레이 및 상기 복수의 마이크 센서로부터 입력된 음성신호들을 기반으로, 상기 음성신호들의 발화지점을 추정하고, 상기 발화지점에 따라 산출된 투영지점에 상기 가상화상이 투영되게 상기 투영 디스플레이를 제어하는 HUD 제어기를 포함하는 헤드 업 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법{Head up display apparatus and the operation method}

본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자의 음성에 따른 발화지점을 추정하고, 발화지점에 따라 윈드쉴드에 투영되는 가상화상의 투영지점을 가변시키는 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 사용되는 헤드 업 디스플레이 장치는 네비게이션의 방향지시, 차량의 속도 및 기타 편의 기능 정보를 포함하는 가상 화상을 차량 앞의 윈드 쉴드에 투영하여 운전 중 별도의 계기판, 네이게이션 화면을 보지 않더라도 정보들을 운전자가 시각적으로 확인되게 하는 장치이다.

최근들어, 운전자의 시트 포지션, 등받이 각도 등이 변경되면, 운전자의 눈 위치가 달라지므로, 이에 대응되게 가상 화상을 투영하는 투영지점을 가변시키기 위한 연구가 진행 중에 있다.

본 발명의 목적은, 운전자의 음성에 따른 발화지점을 추정하고, 발화지점에 따라 윈드쉴드에 투영되는 가상화상의 투영지점을 가변시키는 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는, 복수의 마이크 센서, 차량 내측의 윈드쉴드(windshild)에 가상화상(virtual image)를 투영하는 투영 디스플레이 및 상기 복수의 마이크 센서로부터 입력된 음성신호들을 기반으로, 상기 음성신호들의 발화지점을 추정하고, 상기 발화지점에 따라 산출된 투영지점에 상기 가상화상이 투영되게 상기 투영 디스플레이를 제어하는 HUD 제어기를 포함한다.

상기 HUD 제어기는, 상기 음성신호들의 입력시간차에 따라 상기 발화지점을 추정하는 위치추정부, 상기 음성신호들로 음성을 인식하여, 상기 음성에 대응하는 입력명령신호를 출력하는 음성인식부 및 상기 발화지점에 따라 상기 투영지점을 산출하여, 상기 투영지점에 상기 가상화상을 투영하고, 상기 입력명령신호에 따라 상기 투영지점을 가변시키는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 투영지점을 산출하기 위한 제1 멘트 및 상기 투영지점을 가변시키기 위한 제2 멘트를 출력하는 스피커를 더 포함한다.

상기 위치추정부는, 상기 제1 멘트에 대응하여 입력된 상기 음성신호들의 입력시간차 및 입력방향에 따라 상기 발화지점을 추정한다.

상기 음성인식부는, 상기 제2 멘트에 대응하여 입력된 상기 음성신호들로 상기 음성을 인식하여 상기 입력명령신호를 출력한다.

상기 제어부는, 상기 제1 멘트에 대응하여 상기 위치추정부에서 추정한 상기 투영지점에 상기 가상영상을 투영한다.

상기 제어부는, 상기 가상영상 투영 후, 상기 제2 멘트에 대응하여 상기 음성인식부에서 출력한 상기 입력명령신호에 따라 상기 투영지점을 가변시켜 상기 가상영상이 투영되게 제어한다.

본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 동작방법은, 차량 내측의 윈드쉴드(windshild)에 가상화상(virtual image)를 투영하기 위한 투영지점을 산출하기 위한 제1 멘트를 출력하는 단계, 상기 제1 멘트에 따라 복수의 마이크 센서로부터 입력된 음성신호들을 기반으로 상기 투영지점을 산출하는 단계 및 상기 투영지점에 상기 가상화상이 투영되게 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 동작방법은, 상기 제어 단계 이후, 상기 투영지점을 가변시키기 위한 제2 멘트를 출력하는 단계, 상기 제2 멘트에 따른 음성신호들의 입력 여부를 판단하는 단계 및 상기 음성신호들의 입력시, 상기 음성신호들로 인식한 음성에 대응하는 입력명령신호에 따라 상기 가상화상이 투영되게 상기 투영지점을 가변시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법은, 운전자의 별도 조작없이 운전자의 음성에 따라 가상 화상을 투영하는 투영지점을 가변시킬 수 있음으로써, 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작방법은, 가상 화상이 투영되는 투영지점을 운전자의 음성에 따라 가변시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 동작방법을 나타낸 순서도이다.

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.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.

도 1을 참조하면, 헤드 업 디스플레이 장치는 복수의 마이크 센서(110), 스피커(120), 투영 디스플레이(130) 및 HUD 제어기(140)를 포함할 수 있다.

복수의 마이크 센서(110)는 차량 내에 설치된 룸미터(미도시)에 배치되며, 운전석에 앉은 운전자의 음성에 대응하는 음성신호들을 출력할 수 있다.

여기서, 복수의 마이크 센서(110)는 상기 음성에 대응하여 입력시간차가 발생된 상기 음성신호들이 출력되게 어레이 형태로 배치될 수 있다.

스피커(120)는 HUD 제어기(140)의 제어에 따라 차량의 윈드 쉴드에 가상 화상이 투영되는 투영지점을 산출하기 위한 제1 멘트 및 상기 투영지점을 가변시키기 위한 제2 멘트를 출력할 수 있다.

즉, 스피커(120)는 운전자의 음성으로 하여 상기 투영지점이 가변되도록 상기 제1, 2 멘트를 차량 내부로 출력할 수 있다.

투영 디스플레이(130)는 HUD 제어기(140)의 제어에 따라 상기 가상 화상을 차량의 윈드 쉴드로 투영되도록 할 수 있다.

이때, 상기 가상 화상에는 네비게이션의 방향지시, 차량의 속도 및 기타 편의 기능 정보가 포함될 수 있다.

HUD 제어기(140)는 위치추정부(142), 음성인식부(144) 및 제어부(146)를 포함할 수 있다.

위치추정부(142)는 복수의 마이크 센서(110)로부터 입력된 상기 음성신호들의 입력시간차에 따라 발화지점, 즉 운전자의 입 위치를 추정할 수 있다.

즉, 위치추정부(142)는 복수의 마이크 센서(110) 각각으로부터 입력된 상기 음성신호들 사이의 입력시간차 및 입력방향에 따라 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

예를 들어, 복수의 마이크 센서(110)는 4개의 마이크 센서를 포함하는 것으로 설명한다.

위치추정부(142)는 3차원 공간에서 서로 다른 기준점을 갖는 제1 내지 제4개의 복수의 마이크 센서(110)로 발화지점의 위치를 추정할 수 있다.

즉, 위치추정부(142)는 제1 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호와 제2 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호 사이의 입력 시간차를 상기 발화지점과 제1 마이크 센서(110) 사이의 거리에서 상기 발화지점과 제2 마이크 센서(110) 사이의 거리를 뺀 후, 설정된 소리의 속도로 나누어 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

또한, 위치추정부(142)는 제1 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호와 제3 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호 사이의 입력 시간차를 상기 발화지점과 제1 마이크 센서(110) 사이의 거리에서 상기 발화지점과 제3 마이크 센서(110) 사이의 거리를 뺀 후, 설정된 소리의 속도로 나누어 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

위치추정부(142)는 제1 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호와 제4 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호 사이의 입력 시간차를 상기 발화지점과 제1 마이크 센서(110) 사이의 거리에서 상기 발화지점과 제4 마이크 센서(110) 사이의 거리를 뺀 후, 설정된 소리의 속도로 나누어 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

또한, 위치추정부(142)는 제2 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호와 제3 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호 사이의 입력 시간차를 상기 발화지점과 제2 마이크 센서(110) 사이의 거리에서 상기 발화지점과 제3 마이크 센서(110) 사이의 거리를 뺀 후, 설정된 소리의 속도로 나누어 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

위치추정부(142)는 제2 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호와 제4 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호 사이의 입력 시간차를 상기 발화지점과 제2 마이크 센서(110) 사이의 거리에서 상기 발화지점과 제4 마이크 센서(110) 사이의 거리를 뺀 후, 설정된 소리의 속도로 나누어 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

그리고, 위치추정부(142)는 제3 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호와 제4 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호 사이의 입력 시간차를 상기 발화지점과 제3 마이크 센서(110) 사이의 거리에서 상기 발화지점과 제4 마이크 센서(110) 사이의 거리를 뺀 후, 설정된 소리의 속도로 나누어 상기 발화지점을 추정할 수 있다.

위치추정부(142)는 제1 내지 제4 마이크 센서(110), 즉 4개의 마이크 센서를 이용한 경우, 상술한 바와 같은 방법으로 상기 발화지점의 오차를 줄여 최종적으로 상기 운전자의 입 위치에 대한 상기 발화지점을 추정할 수 있으며, 마이크 센서의 숫자가 더 많아지면, 오차를 줄일 수 있는 이점이 있다.

음성인식부(144)는 상기 제2 멘트에 대응하여 입력된 상기 음성신호들로 상기 음성을 인식하여 상기 입력명령신호를 출력할 수 있다.

예를 들면, 음성인식부(144)는 상기 음성이 상기 투영지점의 높이를 조절하는 명령인지 인식하여, 인식된 상기 음성에 따라 다른 신호의 상기 입력명령신호를 출력할 수 있다.

제어부(146)는 스피커(120)로 상기 제1 멘트가 출력되게 제어한 후 위치추정부(142)에서 추정한 상기 발화지점에 따라 상기 가상 화상이 투영되는 상기 투영지점을 산출한다.

이후, 제어부(146)는 상기 투영지점에 상기 가상 화상이 투영되게 투영 디스플레이(130)를 제어한다.

그리고, 제어부(146)는 상기 투영지점에 상기 가상 화상이 투영하면, 스피커(120)로 상기 제2 멘트가 출력되게 제어한 후 음성인식부(144)로부터 상기 입력명령신호의 입력 유무에 따라 상기 투영지점의 위치를 가변시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 운전자의 음성을 통하여, 운전자의 입 위치, 즉 발화지점을 추정하여 가상 화상의 투영지점을 가변시킴으로써, 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 동작방법을 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 헤드 업 디스플레이 장치의 HUD 제어기(140)는 차량 내측의 윈드쉴드(windshild)에 가상화상(virtual image)를 투영하기 위한 투영지점을 산출하기 위한 제1 멘트를 스피커(120)로 출력한다(S110),

HUD 제어기(140)는 상기 제1 멘트에 따라 복수의 마이크 센서(110)로부터 입력된 음성신호들을 기반으로 상기 투영지점을 산출한다(S120).

HUD 제어기(140)는 상기 투영지점에 상기 가상화상이 투영되게 투영 디스플레이(130)를 제어한다(S130).

HUD 제어기(140)는 (S130) 단계 이후, 상기 투영지점을 가변시키기 위한 제2 멘트를 스피커(120)로 출력한다(S140).

HUD 제어기(140)는 상기 제2 멘트에 따른 음성신호들의 입력 여부를 판단하며(S150), 상기 음성신호들의 입력시, 상기 음성신호들로 인식한 음성에 대응하는 입력명령신호에 따라 상기 가상화상이 투영되게 상기 투영지점을 가변시킨다(S150).

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (9)

1. 복수의 마이크 센서;
   차량 내측의 윈드쉴드(windshild)에 가상화상(virtual image)를 투영하는 투영 디스플레이; 및
   상기 복수의 마이크 센서로부터 입력된 음성신호들을 기반으로, 상기 음성신호들의 발화지점을 추정하고, 상기 발화지점에 따라 산출된 투영지점에 상기 가상화상이 투영되게 상기 투영 디스플레이를 제어하는 HUD 제어기;를 포함하고,
   상기 HUD 제어기는,
   상기 음성신호들의 입력시간차에 따라 상기 발화지점을 추정하는 위치추정부;
   상기 음성신호들로 음성을 인식하여, 상기 음성에 대응하는 입력명령신호를 출력하는 음성인식부; 및
   상기 발화지점에 따라 상기 투영지점을 산출하여, 상기 투영지점에 상기 가상화상을 투영하고, 상기 입력명령신호에 따라 상기 투영지점을 가변시키는 제어부;를 포함하는 헤드 업 디스플레이 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 투영지점을 산출하기 위한 제1 멘트 및 상기 투영지점을 가변시키기 위한 제2 멘트를 출력하는 스피커;를 더 포함하는 헤드 업 디스플레이 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 위치추정부는,
   상기 제1 멘트에 대응하여 입력된 상기 음성신호들의 입력시간차 및 입력방향에 따라 상기 발화지점을 추정하는 헤드 업 디스플레이 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 음성인식부는,
   상기 제2 멘트에 대응하여 입력된 상기 음성신호들로 상기 음성을 인식하여 상기 입력명령신호를 출력하는 헤드 업 디스플레이 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 멘트에 대응하여 상기 위치추정부에서 추정한 상기 투영지점에 상기 가상화상을 투영하는 헤드 업 디스플레이 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 가상화상 투영 후, 상기 제2 멘트에 대응하여 상기 음성인식부에서 출력한 상기 입력명령신호에 따라 상기 투영지점을 가변시켜 상기 가상화상이 투영되게 제어하는 헤드 업 디스플레이 장치.
8. 차량 내측의 윈드쉴드(windshild)에 가상화상(virtual image)를 투영하기 위한 투영지점을 산출하기 위한 제1 멘트를 출력하는 단계;
   상기 제1 멘트에 따라 복수의 마이크 센서로부터 입력된 음성신호들을 기반으로 상기 투영지점을 산출하는 단계; 및
   상기 투영지점에 상기 가상화상이 투영되게 제어하는 단계;를 포함하고,
   상기 제어 단계 이후,
   상기 투영지점을 가변시키기 위한 제2 멘트를 출력하는 단계;
   상기 제2 멘트에 따른 음성신호들의 입력 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 음성신호들의 입력시, 상기 음성신호들로 인식한 음성에 대응하는 입력명령신호에 따라 상기 가상화상이 투영되게 상기 투영지점을 가변시키는 단계;를 더 포함하는 헤드 업 디스플레이 장치의 동작방법.
9. 삭제

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