KR102601798B1 - 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 헤드램프 제어 장치에 관한 것으로, 차량에 부착된 카메라의 특성 정보를 입력받는 카메라 정보 입력부; 헤드램프를 온오프시키는 헤드램프 구동부; 및 상기 헤드램프의 온오프 시 상기 카메라를 이용해 휘도를 검출하고, 상기 카메라의 특성 정보를 바탕으로 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하며, 상기 검출한 셔터에지 구간을 보정하여, 상기 보정한 셔터에지 구간에 램프의 온오프 타이밍을 동기화시키는 제어부;를 포함한다.

Description

차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING HEAD-LAMP OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율주행 차량의 카메라를 위해서 하이빔을 출력하되 기존 하이빔 대비 전력소모는 감소시키면서 상대 차량의 운전자에게는 눈부심이 없도록 하는, 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 헤드램프(또는 전조등)는 차량 전방의 시야를 밝혀 줌으로써, 주행 중 차량의 안전을 지켜주는 필수 장치이면서 디자인에 따라 차량의 첫인상을 결정하는 심미적 역할도 수행한다.
상기 헤드램프의 기능은 점차 진화되고 있으며, 예컨대 풀 어댑티브 헤드램프(AFLS)는 주행 조건에 따라 램프의 각도와 밝기를 자동으로 조절하며, 하이빔 어시스트(HBA)는 상향등을 자동으로 켜고 끄면서 상대 차량 운전자의 눈부심을 줄여주는 기능을 수행한다. 이러한 헤드램프는 최근에 기존의 할로겐이나 HID(High Intensity Discharge) 램프를 대신할 수 있는 다양한 광원(예 : LED, OLED, 레이저 등)이 개발됨에 따라, 상기 광원을 이용해 사용자의 편의성 개선(예 : 가시거리 증가)과 안전사고 방지(예 : 상대 차량 운전자의 눈부심 방지)를 위한 기능이 부가되어 더욱 진화되고 있다.
또한 최근 출시되고 있는 차량 가운데는 ADB(Adaptive Driving Beam) 시스템이 적용되어 눈부심 없는 로우빔(Low Beam)과 운전자 시야 확보를 위한 하이빔(High Beam)의 장점만 결합한 차량도 있다.
상기 ADB 시스템은 야간 주행 시 하이빔 상태를 유지하다가 차량 전방이나 반대편 차로에 차량이 나타나면 상대 차량 운전자의 눈부심을 막아주는 시스템으로서, 카메라 센서가 차량을 인식하고 상대 차량 운전자의 눈부심을 발생시키는 부분만 선택적으로 어둡게 했다가 차가 지나가면 다시 점등하는 원리이다.
좀 더 구체적으로 상기 ADB 시스템은 카메라 센서를 이용하여 운전자 전방의 차량 위치를 확인하고, 확인된 위치 정보는 차량의 CAN(Controller Area Network) 신호를 통해 레드램프로 전달되고, 이 신호에 따라 헤드램프 안에 있는 다수의 LED 광원 중 일부가 점등 또는 소등되며 국부적인 영역에 빛을 차단하는 방식이다. 이러한 동작을 통해 ADB 시스템은 상대 차량 운전자에게 눈부심을 주지 않으면서 자차 운전자에게는 충분한 야간 시야를 확보할 수 있도록 하는 장점이 있다.
그러나 자율주행 차량의 경우 상기 ADB 시스템을 적용할 경우 암부(즉, 국부적으로 빛이 차단되는 영역)가 형성된 지역에는 조도가 낮아서 카메라 센서의 인식률이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 자율주행 차량의 카메라를 위해서 하이빔을 출력하되 상대 차량의 운전자에게는 눈부심이 없도록 하는 기술이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2013-0084169호(2013.07.24. 공개, 차량 전조등 자동 디밍 제어 장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 자율주행 차량의 카메라를 위해서 하이빔을 출력하되 기존 하이빔 대비 전력소모는 감소시키면서 상대 차량의 운전자에게는 눈부심이 없도록 하는, 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치는, 차량에 부착된 카메라의 특성 정보를 입력받는 카메라 정보 입력부; 헤드램프를 온오프시키는 헤드램프 구동부; 및 상기 헤드램프의 온오프 시 상기 카메라를 이용해 휘도를 검출하고, 상기 카메라의 특성 정보를 바탕으로 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하며, 상기 검출한 셔터에지 구간을 보정하여, 상기 보정한 셔터에지 구간에 램프의 온오프 타이밍을 동기화시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하기 위하여, 상기 프레임 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할하여 상기 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출한 셔터에지 구간을 보정하기 위하여, 상기 셔터에지 구간이 하나의 타임 슬롯 구간 내에 포함되지 않고, 연속된 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있는 경우, 하나의 타임 슬롯에 셔터에지 구간 전체가 포함되었을 때의 휘도값과 하나의 타임 슬롯에 셔터에지 구간의 일부가 포함되었을 때의 휘도값의 비율을 바탕으로, 상기 타임 슬롯에서 셔터에지 구간이 포함되지 않은 구간을 산출하여, 상기 타임 슬롯을 미세 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 카메라의 특성 정보는, 프레임 정보, 및 셔터속도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법은, 차량용 헤드램프 제어 장치의 제어부가 차량에 부착된 카메라의 특성 정보를 입력받는 단계; 상기 제어부가 상기 카메라의 특성 정보에 기초하여 상기 카메라의 프레임 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할하는 단계; 상기 제어부가 상기 카메라의 이미지 센서의 특정 영역을 관심영역(ROI)으로 지정한 후, 램프의 온오프 시 상기 카메라를 통해 촬영되는 프레임 구간에서 상기 관심영역(ROI)에 입사되는 광의 휘도를 검출하여 기준 휘도값으로 설정하는 단계; 상기 제어부가 상기 기준 휘도값을 설정한 후, 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 검출한 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 미세 조정하여 상기 셔터에지 구간에 램프 온오프 타이밍을 동기화 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기준 휘도값은, 최대 휘도 초기값과 최소 휘도 초기값을 포함하며, 상기 제어부가 연속된 두 프레임 구간 동안 램프를 온(ON) 시킨 상태에서 상기 관심영역(ROI)의 휘도를 검출하여 그 중 큰 값을 상기 최대 휘도 초기값으로 설정하고, 상기 제어부가 연속된 두 프레임 구간 동안 램프를 오프(OFF) 시킨 상태에서 상기 관심영역(ROI)의 휘도를 검출하여 그 중 작은 값을 상기 최소 휘도 초기값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하기 위하여, 상기 제어부는, 복수의 타임 슬롯으로 분할된 상기 프레임 구간을 2등분하여, 전반부의 타임 슬롯 구간 동안에 램프를 온 시켜 휘도를 검출하고, 후반부의 타임 슬롯 구간 동안에 램프를 오프 시켜 휘도를 검출하는 제1 단계; 상기 프레임 구간의 전반부와 후반부에서 각기 검출된 휘도값과 기 설정된 기준 휘도값을 비교한 결과에 기초하여, 상기 전반부와 후반부 중 셔터에지 구간이 포함된 구간을 판단하는 제2 단계; 및 상기 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단된 전반부나 후반부의 프레임 구간에 대하여, 최종 2개의 타임 슬롯만 남을 때까지 상기 제1 단계와 제2 단계를 반복해서 수행하는 제3 단계;를 수행하여, 최종 2개의 타임 슬롯 중 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯 구간을 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 단계에서 셔터에지 구간이 포한된 프레임 구간을 판다하기 위하여, 상기 제어부는, 상기 셔터에지 구간이 없을 경우에는 램프를 온 시키더라도 검출되는 휘도값은 0이 되는 것을 이용하여 셔터에지 구간이 포함되지 않은 것으로 판단하고, 반대로 셔터에지 구간이 있을 경우에는 램프를 오프 시키더라도 주변의 광이 입사되어 임의의 휘도값이 검출되고, 램프를 온 시킬 경우에는 상기 설정한 기준 휘도값이 검출되는 것을 이용하여 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 셔터에지 구간이 연속된 최종 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있을 경우, 상기 제어부는, 상기 타임 슬롯의 전체 구간(a)에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯의 일부 구간(b)을 차감하는 방식으로, 상기 셔터에지 구간이 포함되지 않은 구간을 산출하여 해당 타임 슬롯을 셔터에지 구간이 시작되는 위치로 미세 조정하되, 상기 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯의 일부 구간(b)은, 기 설정된 기준 휘도값 중 최대 휘도 초기값과 타임 슬롯의 일부 구간(b) 동안에 검출된 휘도값의 비율을 바탕으로 산출하며, 상기 기준 휘도값 중 최대 휘도 초기값은, 상기 셔터에지 구간이 상기 타임 슬롯의 전체 구간(a)에 포함되었을 때 검출되는 휘도값에 대응하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 셔터에지 구간에 램프 온오프 타이밍을 동기화 시키는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 램프 온오프 타이밍에 따라 램프를 온 시킬 때, 램프 온 구간에서 아이디 패턴이 추가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아이디 패턴은, 램프 온 구간에서 지정된 짧은 시간동안 연속해서 램프 온오프를 수행하는 특정 패턴인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 자율주행 차량의 카메라를 위해서 하이빔을 출력하되 기존 하이빔 대비 전력소모는 감소시키면서 상대 차량의 운전자에게는 눈부심이 없도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 프레임 구간의 셔터에지 구간에 동기화시켜 램프의 온오프 타이밍을 조절하는 개념을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 최대 휘도 초기값(Init_On_Lum)과 최소 휘도 초기값(Init_Off_Lum)을 설정하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 5는 상기 도 2에 있어서, 한 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하는 과정을 단계적으로 보인 예시도.
도 6은 상기 도 2에 있어서, 셔터에지 구간과 램프 온오프 타이밍의 동기를 보상하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 7은 상기 도 6에 있어서, 램프 온오프 타이밍에 따라 램프를 온 시킬 때 램프 온 구간에서 추가되는 아이디 패턴(또는 빔 아이디 패턴)을 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 장치는, 카메라 정보 입력부(110), 셔터에지 구간 검출부(120), 셔터에지 구간 보정부(130), 제어부(140), 헤드램프 구동부(150), 및 휘도 검출부(160)를 포함한다.
상기 카메라 정보 입력부(110)는 카메라(미도시)의 특성 정보(예 : 프레임, 셔터속도 등)를 입력받는다.
여기서 상기 카메라의 특성 정보는 사용자가 직접 입력해 줄 수도 있고, 카메라(미도시) 자체에서 출력하는 정보를 입력받을 수도 있다.
상기 셔터에지 구간 검출부(120)는 프레임 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할하여 카메라의 셔터에지(즉, 셔터 오픈 구간)에 일치하는 타임 슬롯을 검출한다(도 3, 도 4 참조).
이때 상기 프레임 구간을 분할하는 타임 슬롯의 개수는 조절 가능하다.
예컨대 상기 셔터속도가 1/500 이라고 가정할 때, 약 2ms 단위의 타임 슬롯으로 각 프레임 구간을 분할 할 수 있다. 다만 상기 타임 슬롯의 개수는 카메라의 특성(예 : 프레임, 셔터속도 등)에 따라 조절될 수 있다.
상기 셔터에지 구간 보정부(130)는 상기 셔터에지 구간 검출부(120)에서 검출한 셔터에지 구간과 타임 슬롯 구간이 정확히 일치하지 않을 경우, 가령 셔터에지 구간이 하나의 타임 슬롯 구간 내에 포함되지 않고, 연속된 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있는 경우(도 6 참조), 셔터에지 구간에 따라 타임 슬롯을 미세 조정하여 램프의 온오프 타이밍을 동기화시킨다.
다시 말해, 상기 셔터에지 구간 검출부(120)와 셔터에지 구간 보정부(130)는 카메라의 셔터에지에 동기화시켜 램프의 온오프 타이밍을 동기화시키기 위하여, 상기 프레임 구간 내에서 셔터에지 구간을 정확하게 검출하는 기능을 수행한다.
여기서 상기 셔터에지 구간 검출부(120)와 셔터에지 구간 보정부(130)는 설명의 편의상 별도의 구성요소로서 설명하지만, 상기 제어부(140)가 상기 셔터에지 구간 검출부(120)와 셔터에지 구간 보정부(130)의 기능을 포함하여 한꺼번에 수행할 수도 있다.
상기 제어부(140)는 상기 한 프레임 구간에서의 셔터에지 구간을 검출하기 위하여, 즉, 카메라의 셔터에지 구간에 동기화시켜 램프의 온오프 타이밍을 조절하기 위하여, 상기 헤드램프 구동부(150)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(140)는 상기 헤드램프 구동부(150)를 제어하여 램프(HL)의 온오프를 제어한다.
상기 휘도 검출부(160)는 카메라(미도시)를 통해 촬영되는 프레임 구간(즉, 1 프레임의 시간 동안)에서 지정된 특정 구간(즉, 1 프레임 중 지정된 특정 시간 동안)에 입력되는 광의 휘도를 검출(또는 산출)한다.
예컨대 상기 휘도 검출부(160)는 카메라 센서(예 : CCD 센서, 및 CMOS 센서 등의 이미지 센서)의 각 픽셀을 이용해 휘도를 검출하거나 산출할 수 있으며, 또는 상기 제어부(140)가 휘도 검출 기능을 수행할 수도 있다.
상기 제어부(140)는 상기 셔터에지 구간 검출부(120), 셔터에지 구간 보정부(130), 헤드램프 구동부(150), 및 휘도 검출부(160)를 제어하며, 이로부터 검출된 정보에 기초하여, 상기 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 정확하게 검출하고, 상기 셔터에지 구간에 동기화시켜 램프(HL)의 온오프 타이밍을 조절한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드램프 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(140)는 카메라의 특성 정보(예 : 프레임, 셔터속도 등)를 입력받는다(S101).
또한 상기 제어부(140)는 상기 카메라의 특성 정보에 기초하여 프레임 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할한다(S102).
다만 상기 타임 슬롯의 개수는 카메라의 특성(예 : 프레임, 셔터속도 등)에 따라 조절될 수 있다.
참고로 상기 프레임 구간은, 도 3에 도시된 바와 같이, 셔터에지 구간(즉, 이미지 획득을 위해 셔터를 오픈하는 구간), 및 신호 처리 구간(예 : 이미지 처리, 데이터 전송 등)을 포함한다. 따라서 본 실시예에서 램프의 온오프 타이밍을 상기 셔터에지 구간에 동기화시키기 위해서는, 상기 프레임 구간에서 상기 셔터에지 구간을 검출해야 한다. 이때 상기 셔터에지 구간에 동기화되는 램프의 온 구간은 상기 셔터에지 구간보다 더 작게 조절될 수 있다. 즉, 상기 셔터에지 구간은 카메라의 특성에 따라서 고정적이지만, 상기 램프의 온 구간은 상기 제어부(140)의 제어에 따라서 더 작게 조절될 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 프레임 구간의 셔터에지 구간에 동기화시켜 램프의 온오프 타이밍을 조절하는 개념을 설명하기 위하여 보인 예시도이다. 따라서 도 3에 도시된, 각 프레임 구간의 시간(예 : 33ms, 66ms, 100ms) 및 각 프레임의 타임 슬롯의 개수는 대략적으로 기재된 것이므로, 단지 개념적으로만 이해되어야 함에 유의한다. 또한 본 실시예에서 구간이란 시간적인 구간을 의미한다.
예컨대 상기 카메라의 특성이 30FPS(Frame per Sec), 셔터속도 1/500초 라고 가정할 때, 1 프레임 구간은 약 33ms(즉, 1,000ms/30frame)가 되고, 셔터에지 구간은 약 2ms(즉, 1,000ms/500)가 된다. 따라서 상기 프레임 구간을 분할하는 각 타임 슬롯은 상기 셔터에지 구간을 기준으로 설정하는 것이 바람직하다.
다만 본 실시예에서는 상기 셔터에지 구간 보정부(130)를 통해 보정이 이루어지므로, 반드시 타임 슬롯과 셔터에지 구간을 일치시켜야 하는 것은 아니다.
또한 상기 제어부(140)는 카메라(또는 카메라 센서)의 특정 영역(예 : CCD 센서나 CMOS 센서의 특정 픽셀 영역)을 관심영역(ROI : Region of Interest)으로 지정한 후, 램프(HL)의 온오프 시 상기 카메라(미도시)를 통해 촬영되는 프레임 구간에서 상기 관심영역(ROI)에 입력되는 광의 휘도(밝기)를 검출하여 기준 휘도값으로 설정한다(S103).
예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(140)는 연속된 두 프레임 구간 동안 램프를 온(ON) 시킨 상태에서 상기 관심영역(ROI)의 휘도를 검출하고, 그 중 큰 값을 최대 휘도 초기값(Init_On_Lum)으로 설정한다. 그리고 상기 제어부(140)는 연속된 두 프레임 구간 동안 램프를 오프(OFF) 시킨 상태에서 상기 관심영역(ROI)의 휘도를 검출하고, 그 중 작은 값을 최소 휘도 초기값(Init_Off_Lum)으로 설정한다.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 최대 휘도 초기값(Init_On_Lum)과 최소 휘도 초기값(Init_Off_Lum)을 설정하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도이다. 상기 최대 휘도 초기값(Init_On_Lum)과 최소 휘도 초기값(Init_Off_Lum)은 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하기 위한 기준 휘도값의 의미가 있다.
또한 상기 제어부(140)는 상기와 같이 기준 휘도값(예 : 최대 휘도 초기값, 최소 휘도 초기값)을 설정한 후, 한 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출한다(S104)(도 5 참조).
도 5는 상기 도 2에 있어서, 한 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하는 과정을 단계적으로 보인 예시도로서, 이때 한 프레임 구간(tFPS)을 16개의 타임 슬롯으로 분할하였다고 가정한다.
먼저 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 제어부(140)는 상기 프레임 구간을 8개씩의 타임 슬롯으로 2등분하여, 전반부 8개의 타임 슬롯 구간 동안(1/2 tFPS)에 램프를 온 시켜 휘도를 검출하고, 후반부 8개의 타임 슬롯 구간 동안(1/2 tFPS)에 램프를 오프 시켜 휘도를 검출한다.
이때 셔터에지 구간이 없을 경우에는 램프를 온 시키더라도 검출되는 휘도값은 0이 될 것이므로 셔터에지 구간이 포함되지 않은 것으로 판단할 수 있고, 반대로 셔터에지 구간이 있을 경우에는 램프를 오프 시키더라도 주변의 광이 입사되어 임의의 휘도값이 검출될 것이므로 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단할 수 있다.
따라서 도 5의 (a)에서 상기 제어부(140)는 후반부 8개 타임 슬롯 구간 동안(1/2 tFPS)에 셔터에지 구간이 포함되어 있는 것으로 판단한다.
다음 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 제어부(140)는 상기 1/2 후반부 프레임 구간을 4개씩의 타임 슬롯으로 2등분하여, 전반부 4개의 타임 슬롯 구간 동안(1/4 tFPS)에 램프를 온 시켜 휘도를 검출하고, 후반부 4개의 타임 슬롯 구간 동안(1/4 tFPS)에 램프를 오프 시켜 휘도를 검출한다.
이때 셔터에지 구간이 없을 경우에는 램프를 온 시키더라도 검출되는 휘도값은 0이 될 것이므로 셔터에지 구간이 포함되지 않은 것으로 판단할 수 있고, 반대로 셔터에지 구간이 있을 경우에는 램프를 오프 시키더라도 주변의 광이 입사되어 임의의 휘도값이 검출되고, 램프를 온 시킬 경우에는 상기 설정한 기준 휘도값이 검출될 것이므로 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단할 수 있다.
따라서 도 5의 (b)에서 상기 제어부(140)는 전반부 4개 타임 슬롯 구간 동안(1/4 tFPS)에 셔터에지 구간이 포함되어 있는 것으로 판단한다.
다음 도 5의 (c)를 참조하면, 상기 제어부(140)는 상기 1/4 전반부 프레임 구간을 2개씩의 타임 슬롯으로 2등분하여, 전반부 2개의 타임 슬롯 구간 동안(1/8 tFPS)에 램프를 온 시켜 휘도를 검출하고, 후반부 2개의 타임 슬롯 구간 동안(1/8 tFPS)에 램프를 오프 시켜 휘도를 검출한다.
이때 셔터에지 구간이 없을 경우에는 램프를 온 시키더라도 검출되는 휘도값은 0이 될 것이므로 셔터에지 구간이 포함되지 않은 것으로 판단할 수 있고, 반대로 셔터에지 구간이 있을 경우에는 램프를 오프 시키더라도 주변의 광이 입사되어 임의의 휘도값이 검출되고, 램프를 온 시킬 경우에는 상기 설정한 기준 휘도값이 검출될 것이므로 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단할 수 있다.
따라서 도 5의 (c)에서 상기 제어부(140)는 전반부 2개 타임 슬롯 구간 동안(1/8 tFPS)에 셔터에지 구간이 포함되어 있는 것으로 판단한다.
다음 도 5의 (d)를 참조하면, 상기 제어부(140)는 상기 1/8 전반부 프레임 구간을 1개씩의 타임 슬롯으로 2등분하여, 전반부 1개의 타임 슬롯 구간 동안(1/16 tFPS)에 램프를 온 시켜 휘도를 검출하고, 후반부 1개의 타임 슬롯 구간 동안(1/16 tFPS)에 램프를 오프 시켜 휘도를 검출한다.
이때 셔터에지 구간이 없을 경우에는 램프를 온 시키더라도 검출되는 휘도값은 0이 될 것이므로 셔터에지 구간이 포함되지 않은 것으로 판단할 수 있고, 반대로 셔터에지 구간이 있을 경우에는 램프를 오프 시키더라도 주변의 광이 입사되어 임의의 휘도값이 검출되고, 램프를 온 시킬 경우에는 상기 설정한 기준 휘도값이 검출될 것이므로 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단할 수 있다.
따라서 도 5의 (d)에서 상기 제어부(140)는 후반부 1개 타임 슬롯 구간 동안(1/16 tFPS)에 셔터에지 구간이 포함되어 있는 것으로 판단한다.
하지만 상술한 바와 같이, 상기 타임 슬롯이 셔터에지 구간을 기준으로 설정하는 것이 아니며, 셔터에지 구간을 기준으로 설정한다고 하더라도 오차가 발생할 수 있기 때문에, 상기 타임 슬롯과 상기 셔터에지 구간은 정확히 일치하지 않을 가능성이 높다.
예컨대 도 6에 도시된 바와 같이, 셔터에지 구간이 하나의 타임 슬롯에 포함되지 않고, 연속된 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있을 가능성이 더 높다.
따라서 상기 제어부(140)는 셔터에지 구간에 따라 타임 슬롯을 상기 셔터에지 구간이 시작되는 위치로 미세 조정하여 상기 셔터에지 구간과 램프 온오프 타이밍을 동기화 시킨다(S105)(도 6 참조).
도 6은 상기 도 2에 있어서, 셔터에지 구간과 램프 온오프 타이밍의 동기를 보상하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 6을 참조하면, 만약 셔터에지 구간 전체가 타임 슬롯 구간(a)에 포함된다면, 상기 타임 슬롯 구간(a) 동안에 검출되는 휘도값은 상기 S103 단계에서 설정한 최대 휘도 초기값(Init_On_Lum)에 수렴하게 된다. 하지만 셔터에지 구간이 연속된 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있을 경우, 상기 타임 슬롯의 일부 구간(b) 동안에만 광이 입사하게 된다.
따라서 상기 제어부(140)는 최대 휘도 초기값(Init_On_Lum)과 타임 슬롯의 일부 구간(b) 동안에 검출된 휘도값의 비(비율)를 바탕으로, 해당 타임 슬롯을 미세 조정한다. 즉, 해당 타임 슬롯 구간에서 셔터에지 구간이 포함되지 않은 구간(즉, a-b 구간)을 산출한다.
상기와 같이 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯 구간이 정확히 검출되면 이에 동기화시켜 램프 온오프 타이밍을 동기화시킨다.
한편 자율주행 차량은 자차의 램프에서 전방으로 방사된 빛이 전방의 반사체(예 : 도로주변 주정차 차량, 가드레일, 표시판, 반사판 등)에 반사된 빛이 카메라에 입사될 경우 상대 차량으로 오인식 하는 문제점이 있다.
따라서 본 실시예에서는 이러한 반사체에 의한 오인식을 방지하기 위하여, 램프 온 구간에서 아이디 패턴(ID Pattern)을 추가하여 방사한다(도 7 참조).
도 7은 상기 도 6에 있어서, 램프 온오프 타이밍에 따라 램프를 온 시킬 때 램프 온 구간에서 추가되는 아이디 패턴(또는 빔 아이디 패턴)을 보인 예시도이다.
상기 아이디 패턴(또는 빔 아이디 패턴)은 램프 온 구간에서 지정된 짧은 시간동안 연속해서 램프 온오프를 수행하는 특정 패턴으로서, 이 패턴은 차량에 따라 다른 패턴으로 설정될 수 있다.
다만 상기 램프 온 구간 및 상기 아이디 패턴(또는 빔 아이디 패턴)은 매우 짧은 시간이기 때문에 운전자에게 눈부심을 유발시키지 않는다.
상기와 같이 본 실시예는 자율주행 차량의 카메라를 위해서 하이빔을 출력하되, 기존 하이빔 대비 전력소모는 감소시키면서, 상대 차량의 운전자에게는 눈부심이 없도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 카메라 정보 입력부
120 : 셔터에지 구간 검출부
130 : 셔터에지 구간 보정부
140 : 제어부
150 : 헤드램프 구동부
160 : 휘도 검출부
HL : 램프 또는 헤드램프

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 차량에 부착된 카메라의 특성 정보를 입력받는 카메라 정보 입력부;
    헤드램프를 온오프시키는 헤드램프 구동부; 및
    상기 헤드램프의 온오프 시 상기 카메라를 이용해 휘도를 검출하고, 상기 카메라의 특성 정보를 바탕으로 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하며, 상기 검출한 셔터에지 구간을 보정하여, 상기 보정한 셔터에지 구간에 램프의 온오프 타이밍을 동기화시키는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하기 위하여,
    상기 프레임 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할하여 상기 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  3. 차량에 부착된 카메라의 특성 정보를 입력받는 카메라 정보 입력부;
    헤드램프를 온오프시키는 헤드램프 구동부; 및
    상기 헤드램프의 온오프 시 상기 카메라를 이용해 휘도를 검출하고, 상기 카메라의 특성 정보를 바탕으로 프레임 구간에서 셔터에지 구간을 검출하며, 상기 검출한 셔터에지 구간을 보정하여, 상기 보정한 셔터에지 구간에 램프의 온오프 타이밍을 동기화시키는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 검출한 셔터에지 구간을 보정하기 위하여,
    상기 셔터에지 구간이 하나의 타임 슬롯 구간 내에 포함되지 않고, 연속된 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있는 경우,
    하나의 타임 슬롯에 셔터에지 구간 전체가 포함되었을 때의 휘도값과
    하나의 타임 슬롯에 셔터에지 구간의 일부가 포함되었을 때의 휘도값의 비율을 바탕으로, 상기 타임 슬롯에서 셔터에지 구간이 포함되지 않은 구간을 산출하여, 상기 타임 슬롯을 상기 셔터에지 구간이 시작되는 위치에 맞춰 미세 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 차량용 헤드램프 제어 장치의 제어부가 차량에 부착된 카메라의 특성 정보를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 카메라의 특성 정보에 기초하여 상기 카메라의 프레임 구간을 복수의 타임 슬롯으로 분할하는 단계;
    상기 제어부가 상기 카메라의 이미지 센서의 특정 영역을 관심영역(ROI)으로 지정한 후, 램프의 온오프 시 상기 카메라를 통해 촬영되는 프레임 구간에서 상기 관심영역(ROI)에 입사되는 광의 휘도를 검출하여 기준 휘도값으로 설정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 기준 휘도값을 설정한 후, 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 검출한 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 미세 조정하여 상기 셔터에지 구간에 램프 온오프 타이밍을 동기화 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기준 휘도값은,
    최대 휘도 초기값과 최소 휘도 초기값을 포함하며,
    상기 제어부가 연속된 두 프레임 구간 동안 램프를 온(ON) 시킨 상태에서 상기 관심영역(ROI)의 휘도를 검출하여 그 중 큰 값을 상기 최대 휘도 초기값으로 설정하고,
    상기 제어부가 연속된 두 프레임 구간 동안 램프를 오프(OFF) 시킨 상태에서 상기 관심영역(ROI)의 휘도를 검출하여 그 중 작은 값을 상기 최소 휘도 초기값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 프레임 구간에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯을 검출하기 위하여,
    상기 제어부는,
    복수의 타임 슬롯으로 분할된 상기 프레임 구간을 2등분하여, 전반부의 타임 슬롯 구간 동안에 램프를 온 시켜 휘도를 검출하고, 후반부의 타임 슬롯 구간 동안에 램프를 오프 시켜 휘도를 검출하는 제1 단계;
    상기 프레임 구간의 전반부와 후반부에서 각기 검출된 휘도값과 기 설정된 기준 휘도값을 비교한 결과에 기초하여, 상기 전반부와 후반부 중 셔터에지 구간이 포함된 구간을 판단하는 제2 단계; 및
    상기 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단된 전반부나 후반부의 프레임 구간에 대하여, 최종 2개의 타임 슬롯만 남을 때까지 상기 제1 단계와 제2 단계를 반복해서 수행하는 제3 단계;를 수행하여,
    최종 2개의 타임 슬롯 중 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯 구간을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제2 단계에서 셔터에지 구간이 포한된 프레임 구간을 판다하기 위하여,
    상기 제어부는,
    상기 셔터에지 구간이 없을 경우에는 램프를 온 시키더라도 검출되는 휘도값은 0이 되는 것을 이용하여 셔터에지 구간이 포함되지 않은 것으로 판단하고,
    반대로 셔터에지 구간이 있을 경우에는 램프를 오프 시키더라도 주변의 광이 입사되어 임의의 휘도값이 검출되고, 램프를 온 시킬 경우에는 상기 설정한 기준 휘도값이 검출되는 것을 이용하여 셔터에지 구간이 포함된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 셔터에지 구간이 연속된 최종 두 타임 슬롯의 경계에 걸쳐 있을 경우,
    상기 제어부는,
    상기 타임 슬롯의 전체 구간(a)에서 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯의 일부 구간(b)을 차감하는 방식으로, 상기 셔터에지 구간이 포함되지 않은 구간을 산출하여 해당 타임 슬롯을 셔터에지 구간이 시작되는 위치로 미세 조정하되,
    상기 셔터에지 구간이 포함된 타임 슬롯의 일부 구간(b)은,
    기 설정된 기준 휘도값 중 최대 휘도 초기값과 타임 슬롯의 일부 구간(b) 동안에 검출된 휘도값의 비율을 바탕으로 산출하며,
    상기 기준 휘도값 중 최대 휘도 초기값은,
    상기 셔터에지 구간이 상기 타임 슬롯의 전체 구간(a)에 포함되었을 때 검출되는 휘도값에 대응하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 셔터에지 구간에 램프 온오프 타이밍을 동기화 시키는 단계에서,
    상기 제어부는,
    상기 램프 온오프 타이밍에 따라 램프를 온 시킬 때, 램프 온 구간에서 아이디 패턴이 추가되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 아이디 패턴은,
    램프 온 구간에서 지정된 짧은 시간동안 연속해서 램프 온오프를 수행하는 특정 패턴인 것을 특징으로 하는 차량용 헤드램프 제어 방법.
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