KR102336049B1 - 자동차 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치 - Google Patents

자동차 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치 Download PDF

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Abstract

카메라부(100); 움직임 센서(110-3, 120-3); 영상 신호 처리 제1 프로세서(200); HDMI 접속부(300); 영상 신호 처리 제2 프로세서(400); 디스플레이부(500);를 구성하되, 상기 카메라부(100)는 제1 영상복수의 전방 카메라(100);와 복수 개의 후방 카메라(200);와 상기 복수 개의 전, 후방 카메라를 장착할 수 있는 직사각형 모양의 카메라 하우징(310);과 상기 하우징에 중앙부에 위치한 좌측 카메라(110); 상기 좌측 카메라(110)와 대칭 구조를 갖는 우측 카메라(120);를 포함하는 올 어라운드 뷰 카메라부(230);와 상기 복수 개의 좌측 카메라의 하부 측에 좌하측 돔형 360도 카메라부(110-1); 상기 좌하측 돔형 360도 카메라부(110-1)와 대칭 구조를 갖는 우측 카메라에 우하측 돔형 360도 카메라부(120-1);를 각각 구비하고, 상기 카메라부들을 통해 획득한 촬영 영상을 전송하는 HDMI 접속부(300); 상기 HDMI 접속부(300)를 통해 움직임이나 떨림의 이벤트 제어신호를 분석하고 팬틸트부의 각도 조절 및 대체 영상을 제공하는 영상 신호 처리 제1 프로세서(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.

Description

자동차 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치{Camera Image Shaking Calibration Device for Safe Driving of Automobiles}
본 발명은 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치에 관한 것이다.
최근, 제4차 산업의 관심이 고조되면서 산업 전반에 걸쳐 영향을 미치고 있다, 이에 발 맞춰 국토부는 2017년 01월 09일 “자동차 및 자동차부품의 성능과 기준에 대한 규칙” 을 일부 개정하고 시행되면서, 카메라 모니터 시스템을 이용한 간접시계장치를 설치할 수 있게 되었다. 상기 카메라 모니터 시스템은 사이드 미러의 대체품으로 사용된다는 점, 특히, 전기 자동차에서 카메라 모니터링 시스템은 기존 사이드미러가 있던 위치에 대신 카메라 센서(CCD, 이미지 센서 등)를 장착하여 후 측방 차량들의 주행상황을 파악하고, 이를 차량 내부에 위치한 사용자 모니터에 표시 제공함으로써, 보다 넓은 화각을 확보해 사각지대를 대폭 줄여 주행 안전성을 높여주는 것은 물론, 다양한 형태의 카메라 적용을 통해 차량 외관 디자인의 혁신적인 변경을 가능하게 한다.
한편, 상기 카메라 모니터링 시스템은 자동차에 장착되어 운행 중일 경우, 일부 카메라의 고장이나 도로 상태가 안 좋은 환경일 경우, 사용자에게 해당 영상을 전송하지 못해 사고를 유발 시킬 수 있다. 이러한 경우, 단일의 카메라 영상의 연속적인 촬영 영상을 단절시키지 않고 지속적으로 제공할 수 있는 방법이 모색되어야 하고, 또 다른 측면에서 단일의 카메라의 영상이 도로 환경에 의한 움직임 또는 떨림에 의한 영상의 왜곡을 방지하기 위한 최적의 카메라 영상 품질을 제공하는 보정방법이 모색되어야만 한다. 따라서, 운전자에게 제공되는 선명한 영상을 끊김없이 연속 제공함과 동시에 주행 중 떨림에 의한 영상 왜곡을 카메라 보정 장치를 통해 사용자에게 제공할 수 있으며, 사고 위험성 문제로부터 보호될 수 있으므로, 그 중요성이 한층 더 필요하다 할 수 있다.
한국공개특허공보 2017-0067549호에서는 차량 주행 및 주차 상황에서 운전자에게 차량 주변의 모니터링을 위한 영상정보를 제공하여 운전의 편의성과 안전성을 주기 위하여, 화질과 거리감을 위한 협각 카메라(예, eMirror 카메라)와 광각 영상을 위한 AVM 카메라를 통합하여, 우수한 화질과 확장된 지면 보임량을 확보하고 일부 카메라나 디스플레이의 고장발생에도 모니터링 기능을 유지시킬 수 있는, 차량 주변 영상 정보 제공 시스템을 공개하고 있다. 또한 한국공개특허공보 2017-0067549호에서 차량의 전방 또는 후방의 영상을 촬영하기 위한 카메라부를 포함하는 차량용 멀티-모드 카메라 모듈이 개시되며, 차량용 멀티-모드 카메라 모듈은 카메라부에 연결되어, 그 카메라부의 촬영각도를 제어하기 위한 각도조절부를 포함하고, 그 각도조절부는 촬영각도를 복수의 사용모드에 따라 서로 다른 각도로 조절할 수 있는 카메라 모듈을 공개하고 있다. 그러나, 상기 공개문헌들에서는 촬영 카메라의 일정 화각의 범위만을 촬영하여 사용자에게 제한 영상을 제공하는 문제점과 촬영 각도를 조절하여 복수의 사용모드에 따라 서로 다른 각도로 조절해야 하는 불편함뿐만 아니라 도로 지면의 불량으로 인해 카메라의 움직임이나 떨림으로 인한 이미지 왜곡에 대한 양질의 보정 영상을 제공한다는 점이 제외되어 사용자에게 고품질의 사각지대 영상을 검출 및 제공하기에는 어려움이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 제공하는 돔형 360도 카메라를 구비한 자동차 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치를 제공하는 것이다.
이에, 본 발명은 종래 사이드 뷰 카메라를 유지하면서 화각범위가 넓은 돔형 360도 카메라의 촬영 영상과 사이드 뷰 카메라의 영상을 비교 매칭하여 각 카메라로부터 획득한 영상 이미지의 움직임, 떨림의 요인으로부터 촬영 이미지를 보정하는 영상 떨림 보정 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 카메라의 고장진단 제어신호의 이벤트 신호를 통해 사용자가 대체 카메라를 선택 설정 및 자동 설정하여 연속 촬영을 유도할 수 있고, 돔형 360도 카메라로부터 해당 프레임의 영상만을 사용자의 표시부에 제공할 수 있는 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 제공하는 돔형 360도 카메라를 구비한 자동차 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치는 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치에 있어서, 카메라부(100); 움직임 센서(110-3, 120-3); 영상 신호 처리 제1 프로세서(200); HDMI 접속부(300); 영상 신호 처리 제2 프로세서(400); 디스플레이부(500);를 구성하되, 상기 카메라부(100)는 제1 영상복수의 전방 카메라(100);와 복수 개의 후방 카메라(200);와 상기 복수 개의 전, 후방 카메라를 장착할 수 있는 직사각형 모양의 카메라 하우징(310);과 상기 하우징에 중앙부에 위치한 좌측 카메라(110); 상기 좌측 카메라(110)와 대칭 구조를 갖는 우측 카메라(120);를 포함하는 올 어라운드 뷰 카메라부(230);와 상기 복수 개의 좌측 카메라의 하부 측에 좌하측 돔형 360도 카메라부(110-1); 상기 좌하측 돔형 360도 카메라부(110-1)와 대칭 구조를 갖는 우측 카메라에 우하측 돔형 360도 카메라부(120-1);를 각각 구비하고, 상기 카메라부들을 통해 획득한 촬영 영상을 전송하는 HDMI 접속(300)부; 상기 HDMI 접속부(300)를 통해 움직임이나 떨림의 이벤트 제어신호를 분석하고 팬틸트부의 각도 조절 및 대체 영상을 제공하는 영상 신호 처리 제1 프로세서(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 신호 처리 제1 프로세서(200)는 전, 후, 좌, 우, 좌/우하측 돔형 360도 카메라에 대해, 정상상태와 고장상태를 모니터링하는 고장신호 모니터링부(210)를 더 포함하고, 상기 고장신호 모니터링부(200)는 카메라부(100)의 카메라들에 대해 순서번호 및 위치 정보를 미리 사전에 설정 옵션으로 선정하게 하고, 고장 신호 디지털 값이 1(true), 0(False)에 기초하여 만약, 고장 신호가 발생되는 경우, 0의 신호값을 상기 움직임 센서(110-3, 120-3)와 자이로 센서(110-4, 120-4)로부터 감지된 신호를 기초하여 화각과 기울기 값을 제어하도록 하는 화각 및 기울기 제어부(240);를 구성하며, 상기 화각과 기울기 값을 근거로 팬틸트부(110-5, 120-5)를 구동하여 고장 카메라를 위치로 선정된 대체 카메라를 팬틸트 각도 변경할 수 있는 팬틸트 각도 변경부 제어부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 신호 처리 제2 프로세서(400)는 자체의 움직임을 감지하는 움직임 센서와 기울기의 각도를 감지하는 자이로 센서로부터 움직임 이벤트 영상 신호를 수신하는 움직임 이벤트 영상 신호 수신부(410)를 포함하고, 상기 움직임 이벤트 신호가 발생하는 경우, 해당 움직임 이벤트 신호를 저장하여 목록화하는 움직임 이벤트 저장부(420)를 더 포함하되, 상기 움직임 이벤트 신호는 기준 움직임값이 레퍼런스로 미리 저장되어 있는 기준 움직임 참고 설정값 지정부(440);와 상기 설정값을 기준으로 움직임 참고 설정값 이상으로 움직임이 발생하는 경우 제어 신호를 발생하는 제어 신호 발생부(460);와 상기 제어 신호가 발생된 후, 이를 기초하여 왜곡 임지를 원본 영상과 대체 카메라 영상으로 비교 판단하여 왜곡 이미지를 보정하는 왜곡 이미지 보정부(470);와 상기 왜곡 이미지를 보정하여 보정 이미지를 생성하여 사용자에게 제공하는 보정 이미지 생성부(480);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 디스플레이부(500)는 표시 선택부(510)를 구성하되, 전, 후, 좌, 우 및 이들의 합성 이미지, 특정 사각지대의 이미지 및 고장 이미지만의 이미지들 중에 어느 하나를 선택적으로 표시할 수 있는 것;과 사용자는 상기 표시 선택부(510)를 터치 스크린을 통해 선택 지정하여 디스플레이부(500)의 픽처 인 픽처(Picture in picture)로 각 영역별로 단독 분할인 좌, 우, 전방, 후방 이미지를 개별적으로 표시하는 것;과 좌, 우측 카메라(110, 120)중 어느 하나가 고장이 발생하는 경우, 좌, 우하측 돔형 360도 카메라부(110-1, 120-1)의 촬영 영상을 지정하여 특정 사각 지대의 이미지를 선택하여 제공하는 특정 사각 지대 뷰 선택부(550)를 구성하고, 상기 특정 사각 지대 이미지는 카메라부(100)들 각각에 협각 카메라와 망각 카메라를 구비하여 협각 카메라의 화각을 대체하고 확대된 이미지를 망각 카메라 내의 망각렌즈를 이용하여 넓은 화각의 영상을 획득할 수 있도록 더 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 고장신호 모니터링부(210)내에 고장이 발생한 카메라의 제어신호가 상기 고장 신호 모니터링부(210)의 고장 신호에 대응한 이벤트 영상 신호인 0, 1(False, True) 디지털 값에 기초하여 고장 프레임을 분석하는 고장 프레임 분석부(270)를 더 포함하고, 상기 고장 프레임을 분석 결과의 해당 영상을 돔형 이미지 매칭부(280)를 통해 고장 영상과 원본 영상을 비교하는 것을 더 포함하며, 상기 고장에 의한 누락된 고장 영상의 고장 이미지만을 추출하여 고장 이미지만 전송부(290)를 통해 사용자 단말의 디스플레이부(500)의 고장 이미지 대체 표시부(560)에 상기 고장 이미지를 제공하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 HDMI 접속부에 전송된 움직임 이벤트 영상 신호는 움직임 이벤트 저장부(420)에 저장되고, 상기 이벤트 영상 신호는 복수의 프레임에 대한 흔들림 정보에 기초하여, 복수의 프레임 각각의 전체 영역에서 흔들림 보정 영역들을 클러스터링하여 영역을 결정하는 것;과 상기 이벤트 영상 신호는 고장 카메라 신호, 움직임 정보, 기울기 정보로 구성하되, 상기 이벤트 영상 신호를 기초하여 카메라부(100)의 각도 조절이나 고장 프레임에 해당하는 고장 이미지만을 영상 신호 처리 제2 프로세서(400)에 전송하여 왜곡 이미지를 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 신호 처리 제1 프로세서(200)는 화각 및 기울기의 제어신호와 팬틸트 각도 변경에 의한 제어신호를 근거하여 카메라부(100)의 카메라(110, 120, 130, 140) 중 대체 가능한 카메라를 선정하여 인터럽트 스위치를 구동시키는 인터럽트 스위치 구동부(250)를 구성하고, 상기 인터럽트 스위치 구동부(250)는 멀티플렉서 절환 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자동차는 전기자동차, 승용차, 승합차, 트럭, 화물차, 캠핑카, 버스 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치는 악천후 등 가혹조건에서도 정상적으로 사용자에게 사각지대 영상을 지속적으로 제공할 수 있는 효과를 가지고, 왜곡되지 않은 선명한 움직임에 의한 보정을 통해 선명한 화질 영상을 통해 주행상황을 인지할 수 있는 신뢰성을 확보할 수 있다. 더하여, 본 발명은 돔형 360도 카메라 영상 떨림 보정 장치를 이용하여 고장 진단 시 사용자에게 고장에 의한 미 촬영본을 대체 카메라로 촬영하여 제공할 수도 있고, 돔형 360도 카메라 영상의 프레임과 비교 판단하여 끊겼던 영상을 연속적으로 제공할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 전체 블록도이다.
도 2은 본 발명의 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 영상 신호 처리부이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 영상 신호 처리 제1 프로세서의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 움직임에 의한 영상 보정의 영상 신호 처리 제2 프로세서의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 사용자 단말 디스플레이부(500)의 구성도이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1과 도 2는 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 전체 블록도와 실제 블록도를 나타낸다.
도 1과 같이, 자동차의 안전 주행을 위한 상기 카메라 영상 떨림 보정 장치(1)를 크게 분류해 보면, 카메라부(100), 제1 프로세서부(200), HDMI 접속부(300), 제2 프로세서부(400) 및 디스플레이부(500)로 크게 구분할 수 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 먼저, 상기 카메라부(100)의 구성에는 좌, 우, 전방, 후방(110~140) 카메라부를 각각 구비하고, 이때, 상기 전방과 후방 카메라(130, 140)는 단일의 카메라뿐만 아니라 복수의 전방, 후방 카메라를 구성할 수 있다. 이는 전방, 후방 카메라의 고장 진단 시 대체 카메라로 사용하기 위함이고, 전방 또는 후방 카메라에 고장이 발생할 경우 고장에 따른 해당 이벤트 신호를 프로세서부에서 감지하여 고장 신호로 판단할 경우, 이를 인터럽트 스위치 구동부(250)를 이용하여 복수 개의 좌, 우 카메라 중 어느 하나로 스위칭하여 대체 시킬 수 있는 인터럽트 스위치를 포함하여 스위칭 제어를 수행한다.
좌, 우측 카메라(110, 120)에는 복수 개의 카메라를 장착할 수 있는 직사각형 모양의 카메라 하우징(110-2, 120-2)을 구성하되, 상기 직사각형 모양의 구조는 전단부만을 직사각형으로 구성하고, 후단부는 유선형 구조로 하우징을 제작할 수 있다. 이는 자동차의 주행 시 풍절음을 막기 위함이다.
또한 상기 자동차는 전기자동차, 승용차, 승합차, 트럭, 화물차, 캠핑카, 버스 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 가능하다.
도 2와 같이, 상기 좌, 우측 돔형 360도 카메라(110-1, 120-1)를 구비할 수 있다. 이 때, 상기 좌, 우측 돔형 360도 카메라는 좌, 우측 카메라의 하측 면에 원형의 형태인 돔 구조를 갖는 돔형 360도 카메라로 대칭적으로 좌, 우에 구성하되, 좌, 우측 카메라(110-1, 120-1)에서 촬영되는 화각이 35도 범위를 가지는 데 반해, 본 발명의 돔형 카메라는 360도 촬영 화각을 조정 제어할 수 있어, 운전자가 굳이 고개를 돌려가며 사각지대를 확인하지 않아도 사용자의 디스플레이부(500)를 확인함으로써, 안전한 주행이 가능해질 수 있게 하는 가장 큰 장점을 가지는 것이다.
상기 돔형 360도 카메라의 세부 구조는 카메라 하우징(110-2, 120-2)의 좌, 우 하측부에 360도 촬영 영상을 획득하기 위한 투명반구의 돔형 구조를 수직으로 배치하고, 사용자에 의해 촬영 각도를 조정할 수 있는 팬틸트부(110-5, 120-5)와 함께 이를 구동하는 팬틸트 구동부가 더 포함되며, 사용자 지정이나 이벤트 신호 감지 시 자동으로 팬틸트 각도 변경 제어부(260)에 의해 산출된 보정 각도를 화각 및 기울기 제어부(240)에 의해 제어 설정될 수 있도록 구성할 수 있다. 또한 노면의 환경상태에 따라 떨림이나 움직임이 발생 및 차량의 떨림에 의한 기울기 각도의 변화를 감지하는 경우, 이를 감지하는 움직임 센서(110-3, 120-3)와 자이로 센서(110-4, 120-4)를 더 구성할 수 있다. 상기 움직임, 기울기 각도의 변화에 대응한 영상 처리를 담당하는 영상 신호 처리 제2 프로세서(400)를 제1 프로세서(200)와 별도로 구성하여 사용자의 단말 디스플레이부(500)로 왜곡 영상 보정 및 보정 이미지를 생성하여 표시 제공할 수 있다.
감지된 상기 이벤트 신호들은 영상 신호 제1 프로세서(200)로 상기 떨림이나 움직임, 고장 신호의 이벤트 신호를 전송하여 카메라 신호 제어 처리하는 수행하는 구성으로 구비된다.
상기 카메라부들을 통해 획득한 촬영 영상을 전송하는 상기 HDMI 접속부를 통해 고화질 영상을 제공한다. 이때 고화질 영상은 HD, Full HD, Ultra HD급 영상을 제공할 수 있는 최저 200만 픽셀 이상의 카메라를 전송하는 HDMI 접속부(300, 좌 300-1, 우 300-2)를 각각 구성한다. 상기 HDMI 접속부는 직접 착탈식 구조를 가질 수 있고, 별도의 채널 제어 접속부를 가지는 커넥터 형태를 가질 수 있다. 이는 착탈식으로 쉽게 전기적 접속 연결할 수 있다는 것과 이를 통해 휴대가 가능하고, 고가의 카메라 장치이므로, 도난, 파손으로부터 사용자 보호의 편리성을 두고 있다.
도 3은 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 영상 신호 처리 제1 프로세서의 구성도를 나타낸다.
이를 설명하면, 상기 영상 신호 처리 제1 프로세서(200)는 고장 신호 모니터링부(210), 정상 대체 카메라 자동 선정부(220), 올 어라운드 뷰 카메라부(230), 화각 및 기울기 제어부(240), 팬틸트 각도 변경 제어부(260), 인터럽트 스위치 구동부(250), 고장 프레임 분석부(270), 돔형 이미지 매칭부(280), 고장 이미지 전송부(290)로 구성된다. 이를 세부적으로 설명하면, 본 발명은 먼저, 카메라 고장 시 대체 카메라를 제공하여 연속적인 촬영 영상을 확보하는 데 그 중요도가 있다.
일부 카메라 고장 시 대체 카메라의 전환에 대해 상세히 설명하면, 상기 영상 신호 처리 제1 프로세서(200) 내에는 고장 신호 모니터링부(210)가 구성된다. 상기 고장 신호 모니터링부는 카메라부(100)들의 정상, 비정상 상태를 지속적으로 모니터링을 수행한다. 이 때, 카메라부(100)의 위치는 미리 설정된 순서 번호를 지정하여 메모리에 저장하고 있어야 한다.
또한 정상 상태인 경우, 해당 영상 신호는 디지털 신호로써, 1을 계속 전송하되, 오류 및 비정상 상태인 경우, 해당 신호는 0의 이상 제어 신호를 고장 신호 모니터링부(210)가 수신하여 판단하도록 한다. 그 판단된 결과 신호를 기초하여 정상 대체 카메라 자동 선정부(220)에서 순서 번호에 해당하는 카메라 또는 인접하거나 대체되는 카메라를 선택 지정할 수 있고, 더하여 순서번호에 의한 카메라를 미리 사전에 설정 옵션으로 자동 선정할 수 있다.
예를 들어, 상기 이상 제어신호(0인 경우)를 수신하였을 경우, 복수 개의 전방 카메라가(130)중 어느 하나가 고장 시 순서번호가 1번인 경우, 고장신호 모니터링부(210)에서는 1번의 비정상 신호인 0가 발생하면, 즉시 잉여 카메라로 인터럽트 되게 제어 신호를 전송하여 전환 스위치인 인터럽트 스위치를 구동시키는 인터럽트 스위치 구동부(250)를 통해 즉시 변환할 수 있도록 한다.
또한, 고장 시 미 촬영분의 영상 처리가 필요한 경우는 올 어라운드 뷰 카메라부(230)가 전, 후, 좌, 우 및 사각지대의 영상의 합성 영상에 대해 고장 카메라의 해당 프레임을 상기 영상 신호 처리 제1 프로세서(200)의 고장 프레임 분석부(270)를 통해 고장 프레임을 분석한 후, 사용자 단말의 영상 신호 처리 제2 프로세서(400) 내의 고장 영상 프레임 판단부(490)를 통해 해당 영상의 프레임을 추출하여 사용자 단말의 디스플레이부(500) 내의 고장 이미지 대체 표시부(570)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이 때, 고장 영상뿐만 아니라 정상 영상을 여유롭게 녹화할 수 있도록 고용량 메모리(570)를 디스플레이부(500)내의 구비할 수 있다.
또한, 사각지대의 영상 획득 시 일부 좌측 카메라부(110)가 고장이 발생할 경우, 화각 및 기울기 제어부(240)에서는 고장 신호 모니터링부(210)에 의한 고장 신호가 해당 카메라의 순서번호에 대응하는 어떤 위치의 카메라인지 혹은 미리 저장된 카메라의 위치정보 외에도 화각, 기울기 정보, 움직임(떨림) 정보에 대한 참조값을 저장하여 목록 DB를 구성할 수 있다. 이에 이를 기초로 비교 판단하는 돔형 이미지 매칭부(280)를 구성한다.
상기 돔형 이미지 매칭부(280)는 상기 화각 및 기울기 제어부(240)와 팬틸트 각도 변경 제어부(260)를 통해 실제 적용 실행될 화각 및 기울기 값, 팬틸트 각도의 조정을 수행하거나 좌하측 돔형 360도 카메라부(120-1)가 촬영한 돔형 이미지와 고장 프레임이 없는 경우를 매칭하여 해당 프레임이 결여된 프레임에 해당하는 고장 이미지만을 사용자 단말의 디스플레이부(500)내의 고장 이미지 대체 표시부(570)로 제공된다. 상기 일부 좌측 카메라부(110)가 고장이 발생 시의 실시예는 우측 카메라부가 고장 시에도 대칭 구조로 동일한 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 움직임에 의한 영상 보정의 영상 신호 처리 제2 프로세서를 나타낸다.
상기 제2 프로세서(400)는 움직임에 의한 영상 떨림 왜곡 이미지를 보정하는 기능을 수행하는 구성으로, 움직임 이벤트 영상 신호 수신부(410), 움직임 이벤트 저장부(420), 움직임 이벤트 해석부(430), 기준 움직임 참고 설정값(440), 움직임 보정부(450), 제어신호 발생부(460), 왜곡 이미지 보정부(470), 보정 이미지 생성부(480) 및 고장 영상 프레임 판단부(490)로 구성된다. 이를 각 구성별로 움직임 이벤트 보정 기능을 상세히 설명하면,
움직임 이벤트 영상 신호 수신부(410)는 카메라부(100) 내에 장착된 움직임 센서(110-3, 120-3)가 감지한 움직임 또는 떨림의 신호를 감지하여 움직임 이벤트 영상 신호를 움직임 이벤트 영상 신호 수신부(410)에 전송 수신하는 구성이다. 이때, 전송된 움직임 이벤트 영상 신호는 움직임 이벤트 저장부(420)에 저장되고, 상기 이벤트 영상 신호는 복수의 프레임에 대한 흔들림 정보에 기초하여, 복수의 프레임 각각의 전체 영역에서 흔들림 보정 영역들을 결정할 수도 있다.
한편, 흔들림 보정 영역은 전송된 영상에 대해, 영역별로 분리 구분하여 저장할 수 있고, 상기 흔들림 정보에 따라 차체가 상당한 방향으로 흔들린 경우, 움직임 이벤트 해석부(430)에서는 초기 기준 움직임 참고 설정값이 설정된 기준값과 비교하여 기준 움직임 참고 설정값으로 실행 여부가 결정되며, 이에 따라 영상 영역을 우측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 우측으로 이동된 해당 영역이 흔들림 보정 영역이 되어, 영상 보정 예상 영역으로 지정되어 보정 처리를 수행할 수 있게 된다.
더하여, 자체 미세 움직임을 감지하는 경우, 상기 기준 움직임 참고 설정값의 임계값보다 작은 경우에는 움직임 보정을 수행하지 않고, 제공되는 영상이 움직임에 의한 왜곡이 심한 이미지인 경우에만 움직임 보정부(450)에 의해 보정을 수행할 수 있다. 움직임 보정은 왜곡 이미지를 보정하는 경우에 국한되지 않고, 기계적으로 보정할 수 있는 제어 신호를 발생하여 카메라부(100)에 함께 구성된 팬틸트 각도 변경 제어부(260)를 통해 팬틸트부(110-5, 120-5)를 각도 변경, 화각 및 기울기 제어의 구동에 의해 카메라부의 이동을 유도하여 보정을 수행할 수 있다.
왜곡 이미지 보정부(470)는 카메라부(100)의 흔들림을 움직임 센서(110-3, 120-3)나 자이로 센서(110-4, 120-4)에 의해 감지하고, 그 감지된 신호에 기초하여 해당 영상의 왜곡 이미지를 함께 촬영한 좌, 우하측 돔형 360도 카메라부(110-1, 120-1)의 대체 영상의 프레임을 비교 판단하여 원본 이미지와 흔들림에 의한 이미지를 정합하여 영상 이미지를 보정할 수 있다. 이때, 흔들림이나 움직임 보정량 산출부를 더 구성하여 왜곡 이미지와 원본 이미지의 보정량을 비교 판단하여 보정을 수행한다.
도 5는 기본 촬영 영상과 영상 떨림 영상을 합성하여 보정 영상을 제공하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치의 사용자 단말 디스플레이부(500)를 나타낸다.
도 5와 같이, 사용자 단말의 디스플레이부(500)는 차제 내부에 위치하고 있고, 별도의 컴퓨터 판독 가능한 기록매체나 네비게이션, 핸드폰 등의 디스플레이 기기에 적용된다. 상기 디스플레이부(500) 내부의 세부적 구성으로는 표시 선택부(510), 분할 표시부(520), 고장 신호 시 대체 카메라 알림부(530), 올 어라운드 뷰 합성부(540), 특정 사각지대 뷰 선택부(550), 고장 이미지 대체 표시부(560) 및 고용량 메모리(570)로 구성된다.
먼저, 사용자 단말의 디스플레이부(500)의 표시 선택부(510)는 전, 후, 좌, 우 및 이들의 합성 이미지, 특정 사각지대의 이미지 및 고장 이미지만의 이미지들 중에 어느 하나를 선택적으로 표시할 수 있는 구성이다. 이때, 사용자는 상기 표시 선택부를 터치 지정을 통해 디스플레이부의 픽처 인 픽처(Picture in picture)로 각 영역별로 단독 분할인 좌, 우, 전방, 후방 이미지를 개별적으로 표시가 가능하고, 더하여, 이중 분할, 4분할 화면, 올 어라운드 뷰 합성부(540)에 의해 각각의 좌, 우, 전방, 후방 이미지를 정합하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이 때, 분할 표시부(520)는 상기 PIP 지정된 클러스터 이미지 영역으로 분할 표시할 수 있는 구성에 해당한다.
상기 특정 사각 지대 뷰 선택부(550)는 좌, 우측 카메라(110, 120)중 어느 하나가 고장이 발생하는 경우, 좌, 우하측 돔형 360도 카메라부(110-1, 120-1)의 촬영 영상을 지정하여 특정 사각 지대의 이미지를 선택하여 제공할 수 있다. 이 때, 상기 특정 사각 지대 이미지는 카메라부(100)들 각각에 협각 카메라와 망각 카메라를 구비하여 협각 카메라의 화각을 대체하고 확대된 이미지를 망각 카메라 내의 망각렌즈를 이용하여 넓은 화각의 영상을 획득할 수 있도록 더 구성할 수 있다.
상기 고장신호 모니터링부(210)내에 고장이 발생한 카메라의 제어신호가 상기 고장 신호 모니터링부(210)의 고장 신호에 대응한 이벤트 영상 신호인 0, 1(False, True) 디지털 값에 기초하여 고장 프레임을 분석하는 고장 프레임 분석부(270)를 더 포함하고, 상기 고장 프레임을 분석 결과의 해당 영상을 상기 돔형 이미지 매칭부(280)를 통해 고장 영상과 원본 영상을 비교하는 것을 더 포함하며, 상기 고장에 의한 누락된 고장 영상의 고장 이미지만을 추출하여 고장 이미지만 전송부(290)를 통해 사용자 단말의 디스플레이부(500)의 고장 이미지 대체 표시부(560)에 상기 고장 이미지를 제공하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고용량 메모리(570)의 구성은 HD급 이상의 고화질에 해당하는 영상을 저장하기 위해 500 기가 이상의 하드웨어 저장장치를 두어 메모리에 부족함을 극복하도록 한다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 카메라부
110-3, 120-3 : 움직임 센서
200 : 영상 신호 처리 제1 프로세서
300 : HDMI 접속부
400 : 영상 신호 처리 제2 프로세서
500 : 디스플레이부

Claims (7)

  1. 카메라부(100); 움직임 센서(110-3, 120-3); 영상 신호 처리 제1 프로세서(200); HDMI 접속부(300); 영상 신호 처리 제2 프로세서(400); 디스플레이부(500);를 구성하되, 상기 카메라부(100)는 제1 영상복수의 전방 카메라(100);와 복수 개의 후방 카메라(200);와 상기 복수 개의 전, 후방 카메라를 장착할 수 있는 직사각형 모양의 카메라 하우징(310);과 상기 하우징에 중앙부에 위치한 좌측 카메라(110); 상기 좌측 카메라(110)와 대칭 구조를 갖는 우측 카메라(120);를 포함하는 올 어라운드 뷰 카메라부(230);와 상기 복수 개의 좌측 카메라의 하부 측에 좌하측 돔형 360도 카메라부(110-1); 상기 좌하측 돔형 360도 카메라부(110-1)와 대칭 구조를 갖는 우측 카메라에 우하측 돔형 360도 카메라부(120-1);를 각각 구비하고, 상기 카메라부들을 통해 획득한 촬영 영상을 전송하는 HDMI 접속부(300); 상기 HDMI 접속부(300)를 통해 움직임이나 떨림의 이벤트 제어신호를 분석하고 팬틸트부의 각도 조절 및 대체 영상을 제공하는 영상 신호 처리 제1 프로세서(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 신호 처리 제1 프로세서(200)는 전, 후, 좌, 우, 좌/우하측 돔형 360도 카메라에 대해, 정상상태와 고장상태를 모니터링하는 고장신호 모니터링부(210)를 더 포함하고, 상기 고장신호 모니터링부(210)는 카메라부(100)의 카메라들에 대해 순서번호 및 위치 정보를 미리 사전에 설정 옵션으로 선정하게 하고, 고장 신호 디지털 값이 1(true), 0(False)에 기초하여 만약, 고장 신호가 발생되는 경우, 0의 신호값을 상기 움직임 센서(110-3, 120-3)와 자이로 센서(110-4, 120-4)로부터 감지된 신호를 기초하여 화각과 기울기 값을 제어하도록 하는 화각 및 기울기 제어부(240);를 구성하며, 상기 화각과 기울기 값을 근거로 팬틸트부(110-5, 120-5)를 구동하여 고장 카메라를 위치로 선정된 대체 카메라를 팬틸트 각도 변경할 수 있는 팬틸트 각도 변경부 제어부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 신호 처리 제2 프로세서(400)는 자체의 움직임을 감지하는 움직임 센서와 기울기의 각도를 감지하는 자이로 센서로부터 움직임 이벤트 영상 신호를 수신하는 움직임 이벤트 영상 신호 수신부(410)를 포함하고, 상기 움직임 이벤트 신호가 발생하는 경우, 해당 움직임 이벤트 신호를 저장하여 목록화하는 움직임 이벤트 저장부(420)를 더 포함하되, 상기 움직임 이벤트 신호는 기준 움직임값이 레퍼런스로 미리 저장되어 있는 기준 움직임 참고 설정값 지정부(440);와 상기 설정값을 기준으로 움직임 참고 설정값 이상으로 움직임이 발생하는 경우 제어 신호를 발생하는 제어 신호 발생부(460);와 상기 제어 신호가 발생된 후, 이를 기초하여 왜곡 임지를 원본 영상과 대체 카메라 영상으로 비교 판단하여 왜곡 이미지를 보정하는 왜곡 이미지 보정부(470);와 상기 왜곡 이미지를 보정하여 보정 이미지를 생성하여 사용자에게 제공하는 보정 이미지 생성부(480);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부(500)는 표시 선택부(510)를 구성하되, 전, 후, 좌, 우 및 이들의 합성 이미지, 특정 사각지대의 이미지 및 고장 이미지만의 이미지들 중에 어느 하나를 선택적으로 표시할 수 있는 것;과 사용자는 상기 표시 선택부(510)를 터치 스크린을 통해 선택 지정하여 디스플레이부(500)의 픽처 인 픽처(Picture in picture)로 각 영역별로 단독 분할인 좌, 우, 전방, 후방 이미지를 개별적으로 표시하는 것;과 좌, 우측 카메라(110, 120)중 어느 하나가 고장이 발생하는 경우, 좌, 우하측 돔형 360도 카메라부(110-1, 120-1)의 촬영 영상을 지정하여 특정 사각 지대의 이미지를 선택하여 제공하는 특정 사각 지대 뷰 선택부(550)를 구성하고, 상기 특정 사각 지대 이미지는 카메라부(100)들 각각에 협각 카메라와 망각 카메라를 구비하여 협각 카메라의 화각을 대체하고 확대된 이미지를 망각 카메라 내의 망각렌즈를 이용하여 넓은 화각의 영상을 획득할 수 있도록 더 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
  5. 제1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    고장신호 모니터링부(210)내에 고장이 발생한 카메라의 제어신호가 상기 고장 신호 모니터링부(210)의 고장 신호에 대응한 이벤트 영상 신호인 0, 1(False, True) 디지털 값에 기초하여 고장 프레임을 분석하는 고장 프레임 분석부(270)를 더 포함하고, 상기 고장 프레임을 분석 결과의 해당 영상을 돔형 이미지 매칭부(280)를 통해 고장 영상과 원본 영상을 비교하는 것을 더 포함하며, 상기 고장에 의한 누락된 고장 영상의 고장 이미지만을 추출하여 고장 이미지만 전송부(290)를 통해 사용자 단말의 디스플레이부(500)의 고장 이미지 대체 표시부(560)에 상기 고장 이미지를 제공하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 HDMI 접속부에 전송된 움직임 이벤트 영상 신호는 움직임 이벤트 저장부(420)에 저장되고, 상기 이벤트 영상 신호는 복수의 프레임에 대한 흔들림 정보에 기초하여, 복수의 프레임 각각의 전체 영역에서 흔들림 보정 영역들을 클러스터링하여 영역을 결정하는 것;과 상기 이벤트 영상 신호는 고장 카메라 신호, 움직임 정보, 기울기 정보로 구성하되, 상기 이벤트 영상 신호를 기초하여 카메라부(100)의 각도 조절이나 고장 프레임에 해당하는 고장 이미지만을 영상 신호 처리 제2 프로세서(400)에 전송하여 왜곡 이미지를 보정하는 것;을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동차는 전기자동차, 승용차, 승합차, 트럭, 화물차, 캠핑카, 버스 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 주행을 위한 카메라 영상 떨림 보정 장치.
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그러나, 상기 공개문헌들에서는 촬영 카메라의 일정 화각의 범위만을 촬영하여 사용자에게 제한 영상을 제공하는 문제점과 촬영 각도를 조절하여 복수의 사용모드에 따라 서로 다른 각도로 조절해야 하는 불편함뿐만 아니라 도로 지면의 불량으로 인해 카메라의 움직임이나 떨림으로 인한 이미지 왜곡에 대한 양질의 보정 영상을 제공한다는 점이 제외되어 사용자에게 고품질의 사각지대 영상을 검출 및 제공하기에는 어려움이 있었다.

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