KR102519100B1 - 모터사이클 기울어짐에 대한 이미지 보상 - Google Patents

모터사이클 기울어짐에 대한 이미지 보상 Download PDF

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Abstract

차량용 이미징 시스템이 개시된다. 이미징 시스템은, 차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성된 이미저, 및 차량의 경사 각도를 측정하도록 구성된 관성 센서를 포함한다. 제어기는 이미저 및 관성 센서와 통신한다. 제어기는 이미징 영역을 포함하는 이미지 데이터를 수신하고 이미지 데이터를 이미징 영역 내의 적어도 하나의 처리 윈도우에서 향상된 감도로 처리하도록 구성된다. 제어기는, 이미징 영역 내의 처리 윈도우의 위치를 경사 각도에 기초하여 조절하고 처리 윈도우 내의 객체를 감지하도록 구성된다.

Description

모터사이클 기울어짐에 대한 이미지 보상
본 개시는 일반적으로 이미지 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 오토바이용 이미지 감지 시스템에 관한 것이다.
본 개시의 일 양태에서, 차량용 이미징 시스템이 개시된다. 이미징 시스템은, 차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성된 이미저, 및 차량의 경사 각도를 측정하도록 구성된 관성 센서를 포함한다. 제어기는 이미저 및 관성 센서와 통신한다. 제어기는 이미징 영역을 포함하는 이미지 데이터를 수신하고, 이미지 데이터를 이미징 영역 내의 적어도 하나의 처리 윈도우에서 처리하도록 구성된다. 처리 윈도우는 차량 전조등 및 후미등과 같은 객체의 감지를 위해 향상된 감도를 제공한다. 제어기는 이미징 영역 내의 처리 윈도우의 위치를 조절하여 경사 각도에 기초하여 향상된 감도를 이동시키고 처리 윈도우 내의 객체를 감지하도록 추가 구성된다.
본 개시의 다른 양태에서, 이미징 시스템 내의 이미지 데이터를 처리하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하고 차량의 경사 각도를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 이미지 데이터를 이미징 영역에서 처리함으로써 계속된다. 적어도 하나의 처리 윈도우 내의 이미지 데이터는, 이미징 영역의 나머지 부분에서의 이미지 데이터보다 높은 감도로 처리된다. 상기 방법은 이미징 영역 내의 처리 윈도우의 위치를 경사 각도에 기초하여 조절하고 처리 윈도우 내의 객체를 감지하는 단계를 포함한다. 객체를 감지하는 것에 응답하여, 상기 방법은 감지 신호를 생성함으로써 계속된다.
본 개시의 또 다른 양태에서, 회전 동작 중에 중력에 대해 경사 각도를 형성하도록 구성되는 차량용 이미징 시스템이 개시된다. 시스템은, 차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성되는 이미저를 포함한다. 시스템은 경사 각도를 측정하도록 구성된 관성 센서를 추가로 포함한다. 제어기는 이미저 및 관성 센서와 통신한다. 제어기는 이미징 영역을 포함하는 이미지 데이터를 수신하고, 이미지 데이터를 이미징 영역 내의 적어도 하나의 처리 윈도우에서 처리하도록 구성된다. 제어기는, 이미징 영역 내의 처리 윈도우의 위치를 경사 각도에 기초하여 조절하고 처리 윈도우 내의 객체를 감지하도록 구성된다. 객체를 감지하는 것에 반응하여, 제어기는 감지 신호를 생성하도록 구성된다. 감지를 수신하는 것에 반응하여, 광 제어 모듈은 차량 전조등의 조명 패턴을 조절하도록 구성된다.
본 장치의 이들 및 다른 특징, 장점, 및 목적은 다음의 상세한 설명, 청구범위, 및 첨부된 도면을 연구할 때에 당업자에 의해 더 이해되고 인정될 것이다.
이제 다음의 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 회전 동작을 설명하는 차량의 투시도이다.
도 2는 적어도 하나의 처리 윈도우를 설명하는 이미징 시스템의 이미저에 의해 캡처된 시야의 개략도이다.
도 3은 적어도 하나의 처리 윈도우를 설명하는 이미징 시스템의 이미저에 의해 캡처된 시야의 개략도이다.
도 4는 적어도 하나의 처리 윈도우를 설명하는 이미징 시스템의 이미저에 의해 캡처된 시야의 개략도이다.
도 5는 적어도 하나의 처리 윈도우를 설명하는 이미징 시스템의 이미저에 의해 캡처된 시야의 개략도이다.
도 6은 이미징 시스템용 감지 루틴을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 이미징 시스템의 블록도이다.
여기에서, 설명의 목적으로, 용어 "상부", "하부", "우측", "좌측", "후방", "전방", "수직", "수평", 및 이들의 파생어들은 도 1에 배향된 바와 같은 본 발명에 관할 것이다. 그러나, 본 발명은 달리 명백히 특정하는 경우를 제외하고 다양한 대안적인 배향을 가정할 수도 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 도면에 예시되고 하기 명세서에 설명된 특정 장치 및 공정은 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 개념에 대한 단순히 예시적인 구현예라는 점을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 구현예에 관한 특정 치수 및 다른 물리적 특성은 청구범위가 명백히 다르게 명시하지 않는 한, 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1을 참조하면, 회전 동작을 수행하는 차량(10)의 투시도가 도시된다. 차량(10)은, 차량(10)의 전방 경로에서 하나 이상의 객체 또는 특징부를 식별하도록 구성된 이미징 시스템(12)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 이미징 시스템(12)은 운전자 보조 기능(예, 전조등 자동 제어, 차선 이탈 경고 등)을 제공할 수 있다. 차량(10)은 전동식, 이륜형 차량(예, 오토바이, 스쿠터, 모페드(moped)) 또는 본원에서 논의된 것과 유사한 임의의 다른 형태의 차량에 대응할 수 있다. 일반적으로, 차량(10)은 회전 동작 중에 경사 각도(β)를 달성할 수 있는 차량에 대응할 수 있다. 경사 각도(β)는 접촉면(16)에 대해 기준 화살표(14)로 표시된 차량(10)의 회전에 대응할 수 있다. 경사 각도(β)는 중력 방향(18)에 대하여 측정된 전방 방향 벡터를 중심으로 차량(10)의 경사각의 크기 및 방향을 표시할 수 있다.
이미징 시스템(12)은 차량(10)에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성될 수 있다. 이미징 시스템(12)은 제어기(24)와 통신하는 이미저(20) 및 관성 센서(22)를 포함할 수 있다. 이 구성에서, 이미징 시스템(12)은 이미저(20)로부터 이미지 데이터를 수신하고 전방 방향 시야에서 적어도 하나의 객체 또는 특징부를 감지하도록 작동할 수 있다. 또한 일부 구현예에서, 제어기(24)는 관성 센서(22)로 경사 각도(β)를 모니터링하여, 적어도 하나의 객체가 감지될 수 있는 경사 각도(β)의 방향으로 감도를 증가시키는 처리 윈도우를 조절하도록 구성될 수 있다. 처리 윈도우의 다양한 예가 도 2 내지 도 5를 참조하여 논의된다.
다양한 구현예에서, 이미징 시스템(12)은 전방 지향 시야의 이미지 데이터에서 다양한 객체를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(24)는 다가오는 차량의 전조등 및 선행 차량의 후미등을 감지하도록 작동 가능할 수 있다. 또한, 제어기(24)는 차도(26) 상에서 직면할 수 있는 다양한 특징부를 식별하도록 작동 가능할 수 있다. 이러한 특징부는 차선, 도로 표지판, 수평선, 차량, 보행자, 도로 위험, 및 차도(26)에 근접하여 직면할 수 있는 다양한 추가 특징부를 포함할 수 있다.
제어기(24)는 경사 각도(β)를 적용하여 차도(26)에 근접한 특징부의 감지를 개선할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어기(24)는 적어도 하나의 처리 윈도우에서 이미저(20)로부터 수신된 이미지 데이터를 처리하여 다가오는 차량의 전조등 및 선행 차량의 후미등 중 적어도 하나를 식별할 수 있다. 그러나, 차량(10)의 회전 동작에 적용할 때에 경사 각도(β)의 성질로 인해, 전조등 또는 후미등은 전방 지향 시야의 이미징 영역 내의 위치에서 광범위하게 변할 수 있다. 따라서, 제어기(24)는 관성 센서(22)로부터 전달된 관성 데이터로부터의 경사 각도(β)를 활용하여 이미징 영역 내의 처리 윈도우를 조절하여 전조등 또는 후미등의 예상 영역의 감도를 향상시킬 수 있다. 본원에서 논의된 다양한 실시예에서 설명된 바와 같이, 제어기(24)는, 이미저(20)에 의해 캡처된 이미지 데이터에서 적어도 하나의 객체의 감지를 개선하기 위해 다양한 방식으로 적어도 하나의 처리 윈도우를 조절하도록 경사 각도(β)를 적용할 수 있다.
일부 구현예에서, 처리 윈도우 내의 이미지 데이터는 처리 윈도우 외부의 이미지 데이터와 상이한 감도를 갖는 제어기(24)에 의해 분석될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 시스템(12)은 차량(10)의 전방 경로를 따라 차량의 전조등 및 후미등을 감지하도록 구성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 처리 윈도우는 증가된 민감도로 이미지 데이터의 광원을 감지하도록 구성될 수 있다. 이미지 데이터의 나머지 부분보다 낮은 출력값(gain) 또는 출력값 수준에서 처리 윈도우 내의 이미지 데이터를 처리함으로써, 감도는 제어기(24)에 의해 제어될 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 이미저의 시야에서 처리 윈도우의 위치를 조절함으로써 하나 이상의 처리 윈도우에서 감지 감도를 조절하여 광원(예, 전조등 및 후미등)의 감지를 개선할 수 있다.
도 2를 참조하면, 약 4° 미만의 경사 각도(β)에서 차량(10)을 설명하는 것으로 이미저(20)에 의해 캡처된 시야(32)의 개략도를 도시하고 있다. 도 2의 예시적인 구현예에서, 제어기(24)는 복수의 처리 윈도우(36)에서 이미징 영역(34)의 이미지 데이터를 처리하도록 구성된다. 예를 들어, 복수의 처리 윈도우(36)는 제1 처리 윈도우(36a), 제2 처리 윈도우(36b), 및 제3 처리 윈도우(36c)를 포함할 수 있다. 이 구성에서, 제어기(24)는 처리 윈도우(36) 외부의 이미지 데이터보다 증가된 감도 또는 낮은 출력값으로 처리 윈도우(36) 내의 이미지 데이터를 처리하여 다가오는 차량을 감지할 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 향상된 정확도와 감도로 광원을 식별하도록 구성될 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 광원은 적어도 하나의 전조등(38), 후미등(40), 하나 이상의 표시등, 또는 차량에 대응할 수 있는 다른 객체의 형태일 수 있다.
전술한 바와 같이, 이미징 시스템(12)은 차량(10)의 경사 각도(β)를 표시하는 정보를 수신하고, 경사 각도(β)를 적용하여 처리 윈도우(예, 처리 윈도우(36))의 위치를 조절할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차량(10)은 차도 표면(26)에 실질적으로 수직 동작하고 있다. 이 구성에서, 차량(10)의 경사 각도(β)는 비교적 작다. 이러한 조건 하에서, 제어기(24)는 경사 각도(β)가 제1 소정의 임계 값(예, β<4°) 미만임을 식별할 수 있다. 따라서, 경사 각도(β)에 기초하여, 제어기(24)는 처리 윈도우(36) 중 하나 이상을 이미징 영역(34)의 거의 중심에 또는 중심에 위치시킬 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는, 제1 소정의 임계값보다 작은 경사 각도(β)를 갖는 차량(10)에 반응하여 이미징 영역(34)의 중앙에 위치하는 처리 윈도우(36)의 위치를 제어할 수 있다.
이제 도 3 내지 도 5를 참조하면, 다양한 경사 각도로 동작하는 차량(10)에 대응하여 이미저(20)의 시야(32)를 설명하는 추가적인 개략도를 도시하고 있다. 관성 센서(22)에 의해 식별된 경사 각도(β)에 따라, 제어기(24)는 이미징 영역(34) 내의 처리 윈도우(36) 중 하나 이상의 위치를 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 소정의 임계값(예, β>4°)을 초과하는 경사 각도(β)에 반응하여 이미징 영역(34) 내에서 처리 윈도우(36)를 수평 조절한 것으로 도시되어 있다. 제1 소정의 임계값을 초과하는 경사 각도(β)에 반응하여, 제어기(24)는 경사 각도(β)의 방향으로 복수의 처리 윈도우(36) 중 하나 이상을 조절할 수 있다. 제1 소정의 임계값을 초과하는 경사 각도(β)에 반응하여 처리 윈도우(36) 위치의 상대적인 변화를 설명하는 도 3에 참조 화살표(52)를 도시하고 있다.
일부 구현예에서, 제어기(24)는 경사 각도(β)에 비례하여 처리 윈도우(36)의 위치를 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 경사 각도(β)가 제1 소정의 임계값을 초과하는 것으로 식별되면, 제어기는 경사 각도(β)의 방향으로 처리 윈도우(36)의 위치를 비례적으로 조절할 수 있다. 처리 윈도우(36)의 위치를 조절하는 것은 경사 각도(β)에 기초하여 차도(26)의 경로 예상 변화를 설명할 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 이미징 영역 내의 적어도 하나의 처리 윈도우의 위치를 조절하여 경사 각도(β)에 비례하여 이동시킬 수 있다.
하나 이상의 처리 윈도우(36)의 위치를 조절함으로써, 제어기(24)는 이미지 데이터의 부분에서 밝거나 명암비 픽셀의 감지를 위해 향상된 감도를 제공하도록, 복수의 처리 윈도우(36) 위치를 예측하고 조절할 수 있다. 처리 윈도우(36) 외부의 이미지 데이터보다 처리 윈도우(36) 내에서 이미지 데이터를 처리하는 경우, 더 낮은 출력값 또는 노출 시간을 인가함으로써 향상된 감도를 달성할 수 있다. 예를 들어, 야간 또는 낮은 광 상태 중에 높은 명암비를 갖는 광원 또는 객체를 감지하는 경우, 높은 출력값 수준 또는 긴 노출 시간은 과다 노출로 인해 광원의 식별 가능성을 제한할 수 있다. 따라서, 처리 윈도우(36) 내의 이미지 데이터에 비교적 낮은 출력값 설정 또는 노출을 적용함으로써, 제어기(24)는 처리 윈도우(36) 외부의 이미지 데이터를 더 높은 출력값 또는 노출 설정으로 캡처하면서 처리 윈도우(36) 내의 광원에 대응하는 밝은 픽셀의 무결성을 보존할 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 시야(32) 내에서 차도(26) 앞으로 처리 윈도우(36)를 초점화함으로써 이미지 데이터 내에서 광원의 감지를 개선할 수 있다.
경사 각도(β)가 제1 소정의 임계값 이상으로 증가함에 따라, 제어기(24)는 이미징 영역(34)에서 복수의 처리 윈도우(36)의 위치를 비례적으로 조정하는 것을 계속할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 경사 각도(β)가 제2 소정의 임계값을 초과할 때까지 이미징 영역(34)에서 처리 윈도우(36)의 위치를 수평 조절할 수 있다. 제2 소정의 임계값은 도 4를 참조하여 추가로 논의된다. 본원에서 논의된 바와 같이, 이미징 시스템(12)은 경사 각도(β)에 기초하여 차도(26)에서의 곡선을 예측함으로써 적어도 하나의 처리 윈도우(36) 또는 감지 영역의 위치를 조절하도록 구성된 방법을 다양하게 제공할 수 있다.
도 4는 제2 소정의 임계값(예, β>10°)을 초과하는 경사 각도(β)에서 동작하는 차량(10)에 대응하는 시야(32)를 나타낸다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 소정의 임계값에 도달하면, 복수의 처리 윈도우는 이미징 영역(34)의 수평 극한치로 비례 조절될 수 있다. 참조 화살표(62)는 도 2에 나타낸 위치를 참조하여 복수의 처리 윈도우(36) 위치의 상대적인 변화를 나타낸다. 일단 경사 각도(β)가 제2 소정의 임계값을 초과하는 경우, 제어기(24)는 처리 윈도우(36) 중 하나 이상을 서로에 대해 재위치시킬 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 수평선(64)에 대응할 수 있는 차도의 예측된 위치에 기초하여 처리 윈도우(36)를 위치시키도록, 서로에 대해 윈도우(36)의 위치를 조절하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 처리 윈도우(36a)는 중앙 처리 윈도우에 대응할 수 있다. 제2 처리 윈도우(36b) 및 제3 처리 윈도우(36c)는 중앙 처리 윈도우(36a)에 수평으로 인접하게 배열되는 보조 처리 윈도우에 대응할 수 있다. 보조 처리 윈도우(36b, 36c)는 제1 처리 윈도우(36a)에 대해 수직 조절될 수 있다. 따라서, 제2 소정의 임계값을 초과하는 경사 각도(β)에 반응하여, 제어기(24)는 경사 각도(β)에 대해 보조 처리 윈도우(36b, 36c) 각각의 위치를 비례적으로 조절할 수 있다.
도 4에 도시된 특정 구현예에서, 제2 처리 윈도우(36b)는 제1 처리 윈도우(36a)에 대해 하향 조절되고 경사 각도(β)에 비례한다. 또한, 제3 처리 윈도우(36c)는 제1 처리 윈도우(36a)에 대해 상향 조절되고, 경사 각도(β)에 비례한다. 이 구성에서, 제어기(24)는, 차도(26)에서 증가하는 곡률을 나타내는 경사 각도(β)의 증가를 수용하도록 처리 윈도우(36) 각각의 위치를 조절할 수 있다. 경사 각도(β)에 기초하여 처리 윈도우(36)의 위치를 조절함으로써, 제어기는 광원의 감지 민감도를 개선할 수 있다. 예를 들어, 나머지 이미지 데이터에 대해 처리 윈도우(36)에서 하나 이상의 노출 설정을 조절하거나 출력값을 제한함으로써 감도를 개선할 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 차도(26)의 위치를 예측함으로써 차도(26)에 근접한 객체의 향상된 감지를 제공할 수 있다. 처리 윈도우(36)의 조절은, 시야(32)에 캡처된 수평선(64)을 따라 감지를 초점화하는 이미지 시스템(12)을 또한 제공할 수 있다.
도 5는 제3 소정의 임계값(예, β>20°)을 초과하는 경사 각도(β)에서 동작하는 차량(10)에 대한 시야(32)를 나타낸다. 제3 소정의 임계값을 초과하는 경사 각도(β)에 반응하여, 제어기(24)는 중심 또는 제1 처리 윈도우(36a)에 대해 보조 처리 윈도우(36b, 36c)를 추가로 재위치시킬 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 보조 처리 윈도우(36b, 36c)는 90°로 이송되거나 회전되며, 중심 또는 제1 처리 윈도우(36a) 아래에 재위치한다. 또한, 복수의 처리 윈도우(36)의 위치는 경사 각도(β)에 비례하여 이미징 영역(34) 내에서 수직 또는 상향으로 조절될 수 있다. 참조 화살표(72)는 제1 처리 윈도우(36a)의 수평 이동을 나타내며, 참조 화살표(74)는 이미징 영역(34)에서 제1 처리 윈도우(36a)의 수직 이동을 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 보조 처리 윈도우(36b, 36c)는 제3 소정의 임계값을 초과하는 경사 각도(β)에 반응하여 중앙 또는 제1 처리 윈도우(36a)에 대해 재위치할 수 있다. 또한, 제어기(24)는, 경사 각도(β)가 제3 소정의 임계값을 넘어서 증가함에 따라 기준 화살표(74)에 의해 나타낸 바와 같이 수직으로 복수의 처리 윈도우(36)를 비례하여 재위치시킬 수 있다. 따라서, 제어기(24)는, 경사 각도(β)에 기초하여 이미징 시스템(12)의 감지 능력 및 효율을 개선하도록 다양한 방식으로 처리 윈도우(36) 중 하나 이상의 위치를 조절하도록 작동 가능할 수 있다. 이 방식으로, 이미징 시스템(12)은 시야(32)에서 차도(26)의 변경 위치를 예측하여 이미지 데이터에서 객체 또는 광원을 감지하는 감도를 향상시킬 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 객체 감지를 위한 방법(82)의 흐름도가 도시된다. 방법은 제어기(24)에 의해 감지 루틴을 초기화하는 단계를 시작할 수 있다(84). 일단 초기화되면, 제어기(24)는 이미저(20)로부터의 이미지 데이터, 및 관성 센서(22)로부터의 관성 데이터를 수신하는 단계를 시작할 수 있다(86). 일부 구현예에서, 관성 데이터는 단계(88)에서 제어기(24)에 의해 추가로 필터링될 수 있다. 경사 각도(β)를 식별하기 위해 이용되는 데이터를 필터링하는 단계는 특정 유형의 관성 센서를 구현하는 경우에 특히 중요할 수 있다. 예를 들어, 관성 센서(22)가 추가 센서(예, 가속도계 등) 없이 단독으로 이용되는 자이로스코프에 대응하는 경우, 경사 각도(β)를 정확하게 식별하기 위해 특정 필터링을 요구할 수 있다.
관성 데이터로부터, 제어기(24)는 경사 각도(β)를 식별하는 단계로 계속할 수 있다(90). 경사 각도(β)를 가지고, 제어기는 경사 각도(β)에 기초하여 처리 윈도우(36)의 위치, 배향, 비율, 또는 다양한 다른 양태를 조정할 수 있다(92). 조절된 처리 윈도우(36)는 그 다음 단계(94)에서 제어기(24)에 의해 적용되어 처리 윈도우(36)에서 하나 이상의 객체를 검색할 수 있다. 이미징 영역에서 감지된 객체는 다양한 객체 또는 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(24)는 다가오는 차량의 전조등 및 선행 차량의 후미등을 감지하도록 작동 가능할 수 있다. 또한, 제어기(24)는 차도(26) 상에서 직면할 수 있는 다양한 특징부를 식별하도록 작동 가능할 수 있다.
단계(96)에서, 제어기(24)는 객체가 처리 윈도우(36)에서 감지되는지 여부를 결정할 수 있다. 단계(96)에서 객체가 감지되지 않는 경우, 제어기는 단계(86)로 복귀하여 추가적인 이미지 데이터 및 관성 데이터를 수신할 수 있다. 단계(96)에서 객체가 감지되는 경우, 제어기는 단계(98)를 계속할 수 있고 감지를 표시하는 신호를 출력할 수 있다. 신호는 차량(10)을 위한 제어 장치 또는 모듈로 다양하게 출력될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 단계(98)에서 감지를 나타내는 신호는 차량(10)의 광 또는 전조등 제어 모듈로 출력될 수 있다. 신호의 수신에 반응하여, 전조등 제어 모듈은 차량(10) 전조등의 조명(상향 빔, 하향 빔, 광 분포, 광 방향)을 조절하도록 구성될 수 있다. 단계(98)에서 감지를 표시하는 신호를 출력한 이후, 제어기(24)는 단계(86)로 다시 복귀할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어기(24)의 블록도가 도시된다. 제어기(24)는 이미저(20)와 전기적으로 통신하는 프로세서(102)를 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 이미저(20)로부터 이미징 영역(34)의 이미지 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(102)는 이미지 데이터에 대응하는 이미지를 처리하도록 추가 구성되어 적어도 하나의 객체 또는 특성을 감지한다. 프로세서는 본원에서 논의된 이미지 데이터와 관성 데이터를 처리하도록 구성된 메모리(104)와 통신할 수 있다. 프로세서(102)는 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 프로그램 가능한 로직 유닛, 이산 회로, 또는 이들의 어떠한 조합을 사용하여 실행될 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤러는 하나 이상의 마이크로 프로세서를 사용하여 실행될 수 있다.
일부 구현예에서, 프로세서(102)는, 처리 윈도우(36) 외부의 이미지 데이터의 일부와 상이한 감도에서 처리 윈도우(36) 중 하나 이상에서의 이미지 데이터를 처리하거나 분석할 수 있다. 감도 또는 이미지 처리 설정(예, 출력값, 노출, 스캐닝 시간, 스캐닝 주파수, 감지 또는 분류 임계값 등)은 처리 윈도우(36) 외부의 이미지 데이터의 영역과 상이한 설정 또는 속도로 처리 윈도우(36)에서 처리될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 처리 윈도우(36) 내의 이미지 데이터를 제1 출력값 설정으로 처리하고, 처리 윈도우(36) 외부의 이미지 데이터를 제2 출력값 설정으로 처리할 수 있다. 처리 장치(102)는 처리 윈도우(36)에서 개선된 정확도 또는 감도로 광원을 감지할 수 있도록, 제1 출력값 설정은 제2 출력값 설정보다 낮을 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 프로세서(102)의 하나 이상의 설정을 조정하여, 관심 광원 또는 다른 객체의 감지를 위해 증가된 감도로 처리 윈도우(36)의 이미지 데이터를 처리할 수 있다.
관성 센서(22), 및 이미지 센서(20)와 통신하는 제어기(24)가 도시되어있다. 관성 센서(22)는 3축 가속도계, 자이로스코프, 및 관성 측정 유닛(IMU), 및 경사 각도(β)를 측정하도록 작동 가능한 기타 다양한 장치에 대응할 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 관성 센서(22)는 추가적인 관성 측정 장치가 없는 자이로스코프에 해당할 수 있다. 이러한 구현예에서, 차량(10)의 동작 전체를 통해 경사 각도(β)를 정확히 식별하기 위해 특정 필터링이 필요할 수 있다. 예를 들어, 추가 관성 모니터링 장치 없이 동작하는 경우에 자이로스코프로부터의 관성 데이터는, 바이어스 추정을 위한 적응 필터링이라 불리는 반복 처리에 의해 필터링될 수 있다. 이러한 필터링은 관성 데이터로부터 바이어스를 추정하고 제거하기 위한 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘에 기초할 수 있다. 이 방식으로, 제어기(24)는 경사 각도(β)의 바이어스 보상 값을 생성할 수 있다. 따라서, 본 개시는 자이로스코프로부터만 유도된 관성 데이터를 갖는 차량(10)의 경사 각도(β)의 독립적인 추정을 제공하여, 시스템(12)을 위한 효율적인 하드웨어 구성을 달성할 수 있다.
예를 들어, 일부 구현예에서, 관성 데이터는 다양한 공급원으로부터의 신호 노이즈 및 오차를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 자이로스코프로부터의 관성 데이터는 바이어스 오차 또는 드리프트 성분을 갖는 경향이 있을 수 있다. 바이어스를 책임지기 위해 필터링되거나 오프셋되지 않는 경우, 관성 데이터는 차량의 각속도를 정확하게 식별할 수 없고 결과적으로 경사 각도(β)를 정확하게 식별할 수 없다. 또한, 관성 데이터는 엔진 진동에 기인한 노이즈 및 백색 노이즈를 포함할 수 있다. 관성 데이터의 이들 성분들은 관성 데이터로부터 제어기(24)에 의해 추가로 필터링되어, 경사 각도(β)의 정확한 결정을 보장할 수 있다.
유한 임펄스 반응 필터 또는 이동 평균 필터 및 반복 적응 필터를 통해 관성 데이터를 가공함으로써, 백색 노이즈, 바이어스 오차, 및 관성 데이터의 엔진 진동 소음을 제어기(24)로 필터링할 수 있다. 이러한 필터링 공정은 차량(10)의 동작 조건 변경과 관련된 노이즈를 제거하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기(10)는 차량(10)의 속도 또는 동작 속도를 식별하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(10)는 차량(10)의 속도 센서와 통신할 수 있다. 이러한 구현예에서, 제어기(24)는 차량(10)의 동작 중에 이동 평균 필터로 관성 데이터를 필터링할 수 있다. 추가적으로, 반복 적응 필터는 5 kph 미만으로 감소하는 차량(10)의 동작 속도에 반응하여 업데이트될 수 있다. 따라서, 제어기(10)는 다양한 필터 방법 및 공정을 통해 관성 데이터를 필터링하도록 구성될 수 있으며, 그 중 일부는 자이로스코프를 이용하는 데 필수적이서 경사 각도(β)를 결정하도록 구성된 관성 데이터를 독립적으로 식별할 수 있다.
이미지 센서(20)는 시야(32)에서 객체를 감지하기 위해 구성되는 광 센서 또는 이미지 센서와 같은 다양한 형태의 센서일 수 있고, 이는 차도(26) 상에서 광원으로부터 방출되는 광에 대응할 수 있다. 이미지 센서(20)는 이미지 또는 광 센서의 다양한 형태에 대응할 수 있고, 예를 들어 전하-결합 소자(CCD) 또는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)이다. 이미저(20)는, 일반적으로 양도된 미국 특허 출원 제60/900,588호, 제60/902,728호, 및 제61/008,762호; 미국 특허 제8,289,430호, 제8,305,471호, 제8,587,706호, 및 제8,629,927호에 기술되고 Gentex사에 의해 제조된 SMART BEAM 조명 제어 시스템에 개시된 이미저에 해당할 수 있으며, 상기 각각의 개시는 전체가 본원에 참조로 원용된다. 또한, 차량 외부 광 자동 제어 시스템의 상세한 설명이 일반적으로 양도된 미국특허 제5,837,994호, 제5,990,469호, 제6,008,486호, 제6,130,448호, 제6,130,421호, 제6,049,171호, 제6,465,963호, 제6,403,942호, 제6,587,573호, 제6,611,610호, 제 6,621,616호, 제6,631,316호, 제6,774,988호 및 제6,861,809호; 제8,045,760호; 및 미국 가특허출원 제60/404,879호 및 제60/394,583호에 설명되어 있으며, 각각의 개시는 또한 전체가 본원에 참조로 원용된다. 또한, 일반적으로 양도된 미국 가출원 제60/780,655호 및 제60/804,351호; 미국 특허 제8,339,526호; 및 미국 특허출원공개 제2009/0096937호는 본 발명과 함께 사용하기 위한 다양한 디스플레이를 기술하며, 이들 각각의 적용예의 전체 개시는 또한 본원에 참조로 원용된다.
속도 입력부(106)는 제어기(24)에 차량(10)의 속도 정보를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 이미저(20)로부터 수신된 이미지 데이터 외에, 속도 입력부(106)는 제어기(24)에 의해 이용될 수 있어 비 목표 객체와 목표 객체 또는 목표 차량을 식별하고 구별한다. 하나 이상의 객체(예, 전조등(38) 또는 후미등(40))의 감지에 반응하여, 제어기(24)는 전조등 제어기(108)를 제어하도록 구성될 수 있다. 전조등 제어기(108)는 차량(10)의 하향 빔 전조등 및 상향 빔 전조등을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 전조등 제어기(108)는 차량(10)의 하나 이상의 전조등(110) 또는 다른 광원의 분포, 배향 또는 다른 조명 구성을 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 제어기(24)는 다양한 차량 시스템, 예를 들어 운전자 보조 시스템에 신호를 출력하도록 구성될 수 있어서, 시야(32)에서 적어도 하나의 관심 객체 또는 관심 특징부의 감지를 식별한다. 이 방식으로, 제어기(24)는 차량 동작을 개선하기 위해 다양한 차량 시스템을 제어하도록 작동 가능할 수 있다. 전조등 제어 시스템의 적어도 하나의 구현예는, 1998년 9월 18일 조셉 스탬 등에 의해 출원되고 "연속 가변성 전조등 제어"로 명명된 미국 특허 제6,049,171호에 교시되고, 상기 개시는 본원에 참조로 원용된다.
설명된 공정 내의 임의의 설명된 공정 또는 단계가 본 장치의 범위 내에서 구조물을 형성하기 위해 다른 개시된 공정 또는 단계와 결합될 수도 있음이 이해될 것이다. 본원에 개시된 예시적인 구조 및 공정은 예시적인 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
또한 본 장치의 개념을 벗어나지 않고 변형 및 수정이 전술한 구조 및 방법에서 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 하며, 또한 그러한 개념이 하기 청구항이 그들의 언어로 명시적으로 달리 명시하지 않는 한 하기 청구항에 의해 포괄되도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
상기 설명은 예시된 구현예들만을 고려한 것이다. 본 장치의 변형들이 당업자 및 본 장치를 만들거나 사용하는 자에게 생길 것이다. 따라서, 도면들에 도시되고 전술된 구현예들은 단지 예시의 목적을 위한 것이며 본 장치의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 하며, 균등론을 비롯하여 특허법의 원칙에 따라 해석되는 것으로 다음의 청구범위에 의해서 정의된다.

Claims (20)

  1. 차량용 이미징 시스템으로,
    상기 차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성되는 이미저;
    경사 각도를 측정하도록 구성되는 관성 센서 ― 상기 경사 각도는 도로의 접촉면에 대한 상기 차량의 각도에 대응함 ―; 및
    상기 이미저 및 상기 관성 센서와 통신하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는,
    이미징 영역을 포함하는 상기 이미지 데이터를 수신하고,
    상기 이미지 데이터를 상기 이미징 영역 내의 적어도 하나의 처리 윈도우로 처리하고,
    상기 경사 각도에 기초하여 상기 이미징 영역 내의 상기 처리 윈도우의 위치를 조절하고,
    상기 처리 윈도우 내 객체를 감지하고,
    상기 객체를 감지하는 것에 반응하여, 감지 신호를 생성하도록 구성되는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 객체는 다가오는 차량의 전조등 및 선행 차량의 후미등 중 적어도 하나에 대응하는 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차량의 전조등의 조명 패턴을 조절하도록 구성되는 광 제어 모듈을 추가로 포함하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어기는 상기 감지 신호를 상기 광 제어 모듈에 통신하도록 구성되고, 상기 광 제어 모듈은 상기 감지 신호에 반응하여 상기 전조등의 조명 패턴을 조절하도록 구성되는 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 처리 윈도우는 상기 이미징 영역의 상이한 영역에 배열되는 복수의 처리 윈도우에 대응하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 경사 각도에 기초하여 상기 처리 윈도우 각각의 수평 위치 및 수직 위치를 조절하도록 추가로 구성되는 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 처리 윈도우의 위치는 상기 경사 각도에 기초하여 적용된 복수의 위치 설정 알고리즘에 기초하여 결정되는 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제어기는,
    제1 임계값을 초과하는 상기 경사 각도에 반응하여 상기 처리 윈도우의 수평 위치를 조절하도록 추가로 구성되는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어기는,
    제2 임계값을 초과하는 상기 경사 각도에 반응하여 상기 복수의 처리 윈도우의 제2 처리 윈도우에 대해 제1 처리 윈도우의 수직 위치를 조절하도록 추가로 구성되는 시스템.
  10. 이미징 시스템 내의 이미지 데이터를 처리하기 위한 방법으로서,
    차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하는 단계;
    상기 차량의 경사 각도를 측정하는 단계 ― 상기 경사 각도는 도로의 접촉면에 대한 상기 차량의 각도에 대응함 ―;
    이미징 영역 내에서 상기 이미지 데이터를 처리하되, 적어도 하나의 처리 윈도우 내의 상기 이미지 데이터는, 상기 이미징 영역의 나머지 부분에서의 상기 이미지 데이터보다 높은 감도로 처리되는 단계;
    상기 경사 각도에 기초하여 상기 이미징 영역 내의 상기 처리 윈도우의 위치를 조절하는 단계;
    상기 처리 윈도우 내 객체를 감지하는 단계; 및
    상기 객체를 감지하는 것에 반응하여, 감지 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 높은 감도는 상기 이미징 영역의 나머지 부분 내의 상기 이미지 데이터보다 감소된 출력값을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 높은 감도는 상기 이미지 데이터 내의 광원을 감지하도록 구성되는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광원은 다가오는 차량의 전조등 및 선행 차량의 후미등 중 적어도 하나인 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감지 신호에 반응하여 상기 차량의 전조등의 조명 패턴을 조절하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 처리 윈도우는 상기 이미징 영역의 상이한 영역에 배열되는 복수의 처리 윈도우를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 경사 각도에 기초하여 상기 처리 윈도우의 하나 이상의 수평 위치 및 수직 위치를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 회전 동작 중에, 중력에 대해 경사 각도를 형성하도록 구성된 차량용 이미징 시스템으로서,
    상기 차량에 대해 전방 지향 시야에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성되는 이미저;
    도로의 접촉면에 대한 상기 차량의 경사 각도를 측정하도록 구성되는 관성 센서;
    상기 이미저 및 상기 관성 센서와 통신하는 제어기(상기 제어기는,
    이미징 영역을 포함하는 상기 이미지 데이터를 수신하고,
    상기 이미지 데이터를 상기 이미징 영역 내의 적어도 하나의 처리 윈도우로 처리하고,
    상기 경사 각도에 기초하여 상기 이미징 영역 내의 상기 처리 윈도우의 위치를 조절하고,
    상기 처리 윈도우 내 객체를 감지하고,
    상기 객체를 감지하는 것에 반응하여 감지 신호를 생성하도록 구성됨); 및
    상기 감지 신호에 반응하여, 상기 차량의 전조등의 조명 패턴을 조절하도록 구성되는 광 제어 모듈을 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 처리 윈도우 내의 상기 이미지 데이터는, 상기 이미징 영역의 나머지 부분에서의 상기 이미지 데이터보다 높은 감도로 처리되는 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 높은 감도는 상기 이미지 데이터 내의 광원을 감지하도록 구성되는 저 출력값을 포함하는 시스템.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 객체는 다가오는 차량의 전조등 및 선행 차량의 후미등 중 적어도 하나에 대응하는 시스템.
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