KR20030087842A

KR20030087842A - 차량용 비젼 시스템

Info

Publication number: KR20030087842A
Application number: KR1020020025922A
Authority: KR
Inventors: 변동규; 신창환
Original assignee: 삼립산업 주식회사; 삼립전기 주식회사
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-15
Also published as: KR100451295B1

Abstract

차량의 전면을 근적외선 촬상하여 야간운전의 안정성을 도모하기 위한 차량의 비젼 시스템이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드 램프; 근적외선 씨씨디 카메라(CCD); 차량의 실내에 장착되어 상기 CCD 카메라로부터 촬상된 영상 정보의 가공 결과를 디스플레이하기 위해 LCD 드라이버를 보유한 엘씨디 패널; 시스템 프로그램을 보유하고, 상기 근적외선 CCD 카메라로부터 검출된 영상에서의 특정 패턴을 추출하기 위한 패턴 정보를 가지며, 경고 메시지, 영상내의 특정 패턴 검출, 검출영상의 특정 부위를 식별토록 컬러 변화를 수행하기 위한 디에스피(DSP); 상기 디에스피(DSP)로부터 제공되는 제어정보를 수신하여 NTSC 방식에 따라 영상 정보의 입출력 제어를 수행하고, 근적외선 헤드 램프의 온오프를 제어하며 가공 영상정보의 입력 제어 및 상기 LCD 드라이버로의 출력 제어를 수행하기 위한 에프피쥐에이(FPGA);로 이루어져, 차량내부로 CCD 카메라를 통해 차량외부의 돌발상황이나 보행자의 출현등을 쉽게 감지토록 하며, 감지된 결과를 디스플레이 및 소정의 경고음 또는 경고메시지로 제공함에 따라 운전자의 안전성을 극대화 하는 효과를 얻는다.

Description

차량용 비젼 시스템{A VISION SYSTEM FOR CAR}

본 발명은 차량의 조명시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 차량의 헤드램프를 통해 근적외선을 방사토록 한 후, 차량내부에 적외선 카메라를 통해 전방 사물을 식별하여 유동물체의 근접여부에 따라 소정의 경고 메시지를 제공하기 위한 차량용 비젼 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 야간에는 주변 가시광선의 량이 극히 적기 때문에 운전중 불의의 사고와 접하는 경우가 다수 발생되고 있다. 이를 위해 차량의 전면부로 헤드램프가 마련되어 있으나, 하향등일 경우에는 근접된 전면공간과 양측면을 조사하기 때문에 전방의 원거리에 존재하는 유동물체를 감지하기 어렵게 되어 있다. 또한 상향등일 때에는 반대방향으로 주행하는 차량의 전면 시야를 방해하기 때문에 사고의 위험성을 증대시키는 문제점을 갖고 있어 야간 운전시의 안전사고 방지와 차량의 전방 원거리의 물체 확인이 가능한 차량의 주행 시스템 개발이 시급한 실정에 있는 것이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 전면 헤드램프로부터 근적외선을 방사토록 하고, 차량 외부의 근적외선을 검출하여 디스플레이함과 더불어, 근적외선 검출로부터 특정 물체의 형상을 인식토록 하여 해당 형상의 출현시 소정의 경고음 또는 경고 메시지를 제공함에 따라, 야간운전시 미확인되는 물체를 식별 및 경고하여 차량의 주행 사고를 미연에방지할 수 있는 차량용 비젼 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 차량용 비젼 시스템은, 근적외선 방사를 위한 헤드 램프; 차량의 실내에 장착되어 전방을 주시하도록 설치된 근적외선 씨씨디 카메라(CCD); 상기 CCD 카메라로부터 촬상된 영상 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 에이디 컨버터; 차량의 실내에 장착되어 상기 CCD 카메라로부터 촬상된 영상 정보의 가공 결과를 디스플레이하기 위해 LCD 드라이버를 보유한 엘씨디 패널; 상기 가공된 영상 정보를 상기 LCD 드라이버로 제공하기 위한 제 2 버퍼 메모리; 상기 에이디 컨버터로부터 컨버팅된 디지털 신호를 NTSC 방식에 따라 프레임 단위로 저장하기 위한 제 1 버퍼 메모리; 시스템 프로그램을 보유하고, 상기 근적외선 CCD 카메라로부터 검출된 영상에서의 특정 패턴을 추출하기 위한 패턴 정보를 가지며, 이외에 물체와 차량간 위치 검출을 위한 산술식 정보 및 위치 검출 결과에 대응한 경고 메시지 정보를 포함하기 위한 롬(ROM); 상기 제 1 버퍼 메모리로부터 제공되는 디지털 정보를 수신하여 프레임단위별로 영상 처리하기 위한 영상 처리부, 물체 형상에 따라 기 저장된 영상정보에 기초하여 상기 영상 처리부로부터 제공되는 영상내의 특정 패턴을 검출하기 위한 패턴 추출부, 상기 영상 처리부에서 제공하는 영상정보와 상기 패턴 추출부에서 검출한 패턴을 교차시켜 검출영상의 특정 부위를 식별토록 컬러 변화 또는 외곽선 변화 등을 수행하기 위한 영상 출력부, 상기 롬에 기 저장된 특정 패턴의 영상정보로부터 물체와 차량간의 거리를 산출하기 위한 위치 산출부 및 상기 롬에 기 저장된 시스템 프로그램에 따라 상기 영상 처리부, 패턴 추출부, 영상 출력부 및 위치 산출부의 동기 제어를 수행하고 경고 메시지 정보를 디지트화된 신호로 출력하기 위한 제어부로 구성된 디에스피(DSP); 상기 디에스피(DSP)로부터 제공되는 제어정보를 수신하고 수신된 정보를 각 기능별로 분류하기 위한 디코더, 디코더로부터 분류된 정보에 기초하여 상기 에이디 컨버터의 샘플링 주파수 제어를 수행하기 위한 A/D 컨트롤러, 상기 디코더로부터 분류된 정보에 기초하여 상기 제 1 버퍼 메모리로 저장되는 데이터를 NTSC 방식에 따라 입출력 제어를 수행하기 위한 버퍼 컨트롤러, 상기 근적외선를 위한 헤드 램프의 온오프를 제어하기 위한 램프 컨트롤러, 상기 제 2 버퍼 메모리로 저장되는 가공 영상정보의 입력 제어 및 상기 LCD 드라이버로의 출력 제어를 수행하기 위한 인터페이스 컨트롤러로 구성된 에프피쥐에이(FPGA); 상기 경고메시지 또는 경고음을 출력하기 위한 음향 드라이버; 및 상기 음향 드라이버의 아날로그 출력신호를 제공하기 위한 스피커;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용된 차량의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 구성도이며,

도 3a, 3b는 본 발명에 따른 헤드램프의 구조를 나타낸 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 헤드램프의 또 다른 구조를 나타낸 분해도이며,

도 5는 본 발명에 따른 헤드램프의 또 다른 구조를 나타낸 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 헤드램프의 또 다른 구조를 나타낸 단면 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201 : DSP 203 : FPGA

205 : 제어부 207 : 영상 출력부

209 : 위치 산출부 211 : 영상 처리부

213 : 패턴 추출부 215 : 디코더

217 : 인터페이스 컨트롤러 219 : 램프 컨트롤러

221 : A/D 컨트롤러 223 : 버퍼 컨트롤러

225 : CCD 카메라 233 : LCD

235 : 스피커 243, 245 : 메모리

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명이 적용되는 차량을 도시하고 있으며, 도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 구성도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 근적외선 방사용 차량의 헤드램프를 도시하고 있다.

예시된 바와 같이, 차량(101)의 전면에 구비된 전조등(103)은 근적외선 방사를 위한 필터링 구조를 보유하고 있으며, 차량(101)의 실내 일측으로 외부에서 유입되는 근적외선을 영상으로 검출하기 위한 씨씨디 카메라(105) 및 미도시된 디스플레이 패널이 장착된다. 씨씨디 카메라(105)에서 포착되는 근적외선 영상은0.8μm에서 2μm 사이의 파장으로 캡쳐시킨 영상으로, 야간에 물체식별이 용이하도록 하고 있다.

따라서, 상기 근적외선으로 검출한 영상은 디스플레이 패널로 제공되며, 디스플레이 패널은 운전석 주변 예컨대, 운전자의 전방시야를 가리지 않으면서 운전중 쉽게 주시할 수 있는 인스트르먼트 패널의 상단부에 장착할 수 있으며, 안전운전을 위해 인스트르먼트 패널의 하단에 장착하고 주행 차량으로부터 일정거리이내에 유동체(사람, 동물)가 검출되면 소정의 경고메시지를 출력토록 하여 운전에 안전성을 고려토록 하고 있다.

이는 상기 근적외선 영상으로부터 일정의 패턴 예컨대, 인체 형상, 동물의 형상에 따른 패턴을 식별하여 경고메시지를 출력할 수 있으며, 또한 상기 유동물체의 패턴 영상정보에 소정의 컬러를 부여하여 시각적 식별이 가능하도록 하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 씨씨디 카메라(CCD 225), 에프피쥐에이(FPGA : Field Programmable Gate Array 203), 디에스피(DSP : Digital Signal Processor 201), 근적외선 램프(IR LAMP 231), 엘시디(233), 롬(ROM 243) 및 램(RAM 245)으로 이루어지며, 상기 CCD 카메라(225)로부터 촬상된 영상 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 에이디 컨버터(A/D 227), 컨버팅된 디지털 신호를 NTSC 방식에 따라 프레임 단위로 저장하기 위한 제 1 버퍼 메모리(229), 상기 LCD(233)를 구동하기 위한 LCD 드라이버(237), 가공된 영상 정보를 상기 LCD 드라이버(237)로 제공하기 위한 제 2 버퍼 메모리(241), 상기한 경고메시지를 출력하기 위한 스피커(235) 및 음향 드라이버(239)로 구성된다.

상기 ROM(243)은 시스템 프로그램을 보유하는 프로그램 메모리로써, 근적외선 CCD 카메라로부터 검출된 영상에서의 특정 패턴을 추출하기 위한 패턴 정보를 가지며, 이외에 물체와 차량간 위치 검출을 위한 산술식 정보 및 위치 검출 결과에 대응한 경고 메시지 정보를 포함하고 있다. 또한 상기 RAM(245)은 상기 위치산출에 따른 수치정보의 입출력으로 사용되기 위한 데이터 메모리이다.

상기 FPGA(203)는 DSP(201)로부터 제공되는 제어정보를 수신하고 수신된 정보를 각 기능별로 분류하기 위한 디코더(215), 디코더(215)로부터 분류된 정보에 기초하여 상기 A/D 컨버터(227)의 샘플링 주파수 제어를 수행하기 위한 A/D 컨트롤러(221), 상기 디코더(215)로부터 분류된 정보에 기초하여 상기 제 1 버퍼 메모리(229)로 저장되는 데이터를 NTSC 방식에 따라 입출력 제어를 수행하기 위한 버퍼 컨트롤러(223), 근적외선 램프(231)의 온오프를 제어하기 위한 램프 컨트롤러(219), 상기 제 2 버퍼 메모리(241)로 제공되는 가공 영상정보의 입력 제어 및 상기 LCD 드라이버(237)로의 출력 제어를 수행하기 위한 인터페이스 컨트롤러(217)로 구성된다.

상기 DSP(201)는 상기 제 1 버퍼 메모리(229)로부터 제공되는 디지털 정보를 수신하여 프레임단위별로 영상 처리하기 위한 영상 처리부(211), 물체 형상에 따라 기 저장된 영상정보에 기초하여 상기 영상 처리부(211)로부터 제공되는 영상내의 특정 패턴을 검출하기 위한 패턴 추출부(213), 상기 영상 처리부(211)에서 제공하는 영상정보와 상기 패턴 추출부(213)에서 검출한 패턴을 교차시켜 검출영상의 특정 부위를 식별하기 위한 컬러변화 또는 검출영상의 외곽선을 강조하기 위해 특정컬러의 외곽선 인입 등을 수행하기 위한 영상 출력부(207)를 보유한다.

또한 DSP(201)는 상기 CCD 카메라(225)가 주시하는 영상내로 일정 거리단위로 일직선을 형성하고 전방차량의 특정 라인과 상기 일직선과의 교차 라인을 검출하여 검출라인의 위치정보를 통한 상기 유동물체와 차량간의 거리를 산출하는 위치 산출부(209) 및 상기 ROM(243)에 기 저장된 시스템 프로그램에 따라 상기 영상 처리부(211), 패턴 추출부(213), 영상 출력부(207) 및 위치 산출부(209)의 동기 제어를 수행하고 경고 메시지 정보를 디지트화된 신호로 출력하기 위한 제어부(205)로 구성된다.

상기 제어부(205)는 미도시된 소정의 스위칭 신호를 입력받아 근적외선 비젼 시스템을 동작시킨다. 상기 스위칭 신호는 차량의 헤드램프를 점등시키기 위한 딤머 스위치로부터 입력될 수 있다.

이하, 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

시스템으로 전원이 인가되고 상기 딤머 스위치(미도시함)로부터 스위칭 신호가 DSP(201)로 제공될 경우, 제어부(205)는 ROM(243)으로부터 시스템 프로그램을 입력받아 시스템을 초기상태로 절환시킨다.

제어부(205)는 딤머 스위치의 스위칭신호에 대응하여 상기 FPGA(203)로 근적외선 램프 점등을 위한 제어정보를 전송하며, FPGA(203)의 디코더(215)는 상기 제어 정보를 분석하여 분석된 제어정보에 기초하여 램프 컨트롤러(219)로 램프 점등 명령을 전송한다. 램프 컨트롤러(219)는 근적외선 램프(IR 램프 231)를 점등시키기 위한 릴레이 접점 제어를 수행하거나, 고전력 트랜지스터를 이용한 무접점 제어를수행한다. 근적외선 램프(231)는 차량의 헤드램프에 근적외선 필터부재를 장착하여 근적외선만을 추출하여 방사하도록 하고 있다.

한편, 제어부(205)는 근적외선 영상을 포착하기 위해 상기 FPGA(203)로 영상 캡쳐 제어정보를 제공하며, 디코더(215)는 해당 제어정보를 분석하여 상기 A/D 컨트롤러(203)를 선택하여 상기 영상 캡쳐를 위한 제어부(205)의 명령을 전송한다. 그리고 상기 버퍼 컨트롤러(223)를 인에이블시켜 NTSC 방식에 따른 정보의 입출력 제어를 수행한다. 상기 A/D 컨트롤러(203)는 제어부(205) 명령에 따라 샘플링 주파수를 설정하고, 설정된 주파수의 펄스 신호를 A/D 컨버터(227)로 공급한다.

CCD 카메라(225)는 차량의 전면부에 설치되어 차량 전방을 촬상하며, 아날로그의 근적외선 영상신호를 생성한다. 영상신호는 A/D 컨버터(227)를 통해 상기 샘플링 주파수에 기초하여 디지트화된 정보로 변환되며, 변환된 디지트화된 정보는 상기 버퍼 컨트롤러(223)의 제어에 따라 제 1 버퍼 메모리(229)로 저장된다.

버퍼 컨트롤러(223)는 하나의 영상 프레임 단위별로 제 1 버퍼 메모리(229)에 영상 정보가 저장되도록 제어함과 동시에, 하나의 영상 프레임 단위로 영상정보를 출력토록 제어하는 것이다. 즉, 제 1 버퍼 메모리(229)에 저장된 디지트화된 정보는 NTSC에서 규약한 정의에 따라 초당 30프레임으로 제공되도록 하기 위한 것으로, 버퍼 컨트롤러(223)는 해당 프레임 단위별 버퍼링을 수행하고 그 결과를 DSP(201)로 제공하는 것이다. 여기서, 본 발명의 기술적 구성요소가 본국(本國)의 텔레비젼 시스템과 동기될 수 있도록 하고 있으며, 필요에 따라 PAL, SECAM 방식이 사용될 수 있음은 물론이다.

이와 같이, DSP(201)는 제 1 버퍼 메모리(229)로부터 제공받은 영상 정보를 영상 처리부(211)를 통해 프레임 단위로 영상을 취합하며, 하나의 프레임 영상은 패턴 추출부(213)로 제공되어 ROM(243)에 기 저장된 특정 패턴정보와 비교한다. ROM(243)에는 다수의 패턴정보가 저장되어 있으며, 패턴 추출부(213)는 현재 영상 처리부(211)로부터 제공받은 영상신호에 상기 다수의 패턴정보중 일치하는 패턴을 써치한 후, 패턴 써치 결과를 제어부(205)로 통보한다.

제어부(205)에서 상기 패턴 써치에 따른 특정 패턴이 존재함으로 인식될 경우 해당 영상에서 독출된 상기 특정 패턴의 형상을 식별할 수 있도록, 해당 형상의 컬러를 수정하거나 해당 형상의 윤곽선을 소정의 컬러로 변환시킨다. 또한, 제어부(205)는 상기 독출된 패턴 영상과 차량과의 거리를 산출하는데, 촬상되는 영상의 엥글상으로 일정 거리간격별로 소정의 직선영상을 형성한 후, 전방 차량이 상기 다수의 직선영상중 어느 하나와 근접하는가를 판단하여 근접된 직선영상과 차량과의 거리를 ROM(243)에 기 저장된 데이터로부터 추출하는 것이다.

이와 같은 데이터의 추출은 상기 CCD 카메라(225)의 설치 각도에 따라 다르기 때문에, 상기 ROM(243)에 저장된 거리정보는 카메라 엥글정보에 대응하여 설정된다. 물론, 별도의 초음파 송수신을 통해 이루어질 수 있으며, 열적외선을 통해 사물체의 형상 및 차량간 거리를 산출할 수 있는 열적외선 검출 시스템을 이용할 수 있다.

이와 같이, 제어부(201)는 CCD 카메라(225)로부터의 영상을 촬상한 영상 정보와 영상정보에 보유되는 특정 패턴의 패턴정보 및 해당 패턴의 형상과 차량간의거리산출 정보를 취합하며, 현재 촬상된 영상정보와 해당 영상내의 특정 패턴을 표시토록한 후, 상기 영상 출력부(207)로 제공한다. 또한 제어부(201)는 상기 FPGA(203)의 디코더로 영상 출력에 따른 인터페이싱 제어신호를 전송하며, 디코더(215)는 상기 인터페이싱 제어신호에 응답하여 인터페이스 컨트롤러(217)를 인에이블시키며, 인터페이스 컨트롤러(217)는 영상정보 출력을 위한 버퍼링을 수행한다.

즉, 제 2 버퍼 메모리(241)를 동작시켜 영상 출력부(207)에서 제공하는 영상정보를 저장함과 동시에, 저장된 영상정보를 LCD(233)로 주사하기 위한 일정 프레임 단위별로 출력하도록 제어하는 것이다.

LCD 드라이버(237)는 상기 LCD 패널(233)을 구동하기 위한 드라이버로써, 제 2 버퍼 메모리(241)에 저장된 영상정보 즉, 특정 패턴이 식별된 영상정보를 제공받아 디스플레이시키는 것이다. 따라서 LCD 패널(233)에는 차량의 전방 영상을 근적외선 카메라로 촬상된 영상이 디스플레이됨과 더불어, 해당 영상내에 특정의 사물체가 존재할 경우 이를 표시하고 있는 것이다.

한편, DSP(201)의 제어부(205)는 LCD 패널(233)로 영상정보를 제공함과 동시에 상기 영상정보내에 특정 패턴이 존재함으로 인식될 경우 상기 ROM(243)에 기 저장된 경고 메시지 또는 제어부(205)에서 경고 시그널을 상기 음향 드라이버(239)로 제공한다. 음향 드라이버(239)는 제어부(205)로부터 경고 시그널이 입력될 경우, 소정 주파수의 발진을 수행하여 상기 스피커(235)로 해당 주파수의 경고음을 출력하도록 한다. 또한, 제어부(205)로부터 경고 메시지가 음향 드라이버(239)로 입력될 경우에는, 해당 경고 메시지 정보에 대응하는 음향신호 예컨대, "위험지역내에 유동물체 발견" 등의 아날로그 메시지를 스피커(235)를 통해 제공하는 것이다.

상기한 경고 메시지 정보는 ROM(243)에 저장된 경고 메시지 정보가 상기 아날로그 메시지를 디지털 신호로 변환시킨 정보로써, 제어부(205)는 해당 디지털 신호를 제공받아 음향 드라이버(239)로 출력하며, 음향 드라이버(239)는 이를 아날로그 신호로 변환하여 스피커(235)로 제공함이 바람직할 것이며, 필요에 따라 상기 음향 드라이버(239)의 D/A 컨버팅 기능을 DSP(201)에서 제공토록 하여도 본 발명의 요지를 벗어나지는 않을 것이다.

한편, 상기 DSP(201)는 출력드라이버(미도시)과 접속하여 제어부(205)의 제어하에 이하 설명될 근적외선 필터링 메카니즘을 제어토록 하고 있다. 근적외선 필터링 메카니즘은 솔레노이드에 의해 근적외선 필터를 회동시키도록 하기 때문에, 상기 출력드라이버는 솔레노이드 구동을 위한 고전력 트랜지스터를 구비하거나, 소정 용량의 릴레이를 구비할 수 있다.

또한 본 발명에서는 앞차와의 거리에 기초하여 차량의 헤드램프가 조절되도록 하여 주행의 안정성을 향상시키도록 하고 있다. 즉, 상향 점등상태에서 주행하다가 기준치 이하의 거리내에 전방차량이 검출되면 상향등을 소등하도록 상기 램프 컨트롤러(219)로 제어정보를 전송하는 것이다.

이하, CCD 카메라(225)로부터 근적외선 영상을 촬상하도록 차량의 헤드램프의 근적외선 방사에 따른 필터링 구조를 살펴보면 다음과 같다.

도 3a, 3b는 본 발명의 실시예에 따른 헤드램프의 근적외선 코팅을 나타낸것으로, 도 3a는 하우징(303)을 갖고 내측으로 헤드램프(301)를 보유하며, 헤드렘프(301)의 후방으로 반사경(305)이 구비된다. 하우징(303)의 전면으로는 헤드램프 투명커버(307)를 장착하여 헤드램프(301)의 점등시 광원이 차량의 전방으로 투과하도록 하고 있다. 이 때, 상기 헤드램프 투명커버(307)의 안측면으로 필터링 부재를 장착하여 헤드램프(301)에서 방사되는 광원이 필터링 부재를 통해 차량의 전방으로 조사되도록 함에 따라, 근적외선이 방출되도록 하는 것이다.

근적외선 필터링은 먼저, 근적외선 생성을 위한 근적외선 필터패널(325)를 헤드램프 투명커버(307)의 안측으로 끼움결합시켜, 필터링을 수행할 수 있다. 이는 상기 투명커버(307)의 테두리에 마련된 걸림턱(313)과, 상기 하우징(303)의 전면부 끝단에 마련된 걸림단(323)과의 결합시 상기 근적외선 필터패널(325)가 안착된다. 따라서 상기 근적외선 필터패널(325)이 하우징(303)의 전면에 안착된 후, 상기 헤드램프 투명커버(307)가 걸림단(323)에 의해 체결되어 상기 헤드램프(301)의 조사시 근적외선 필터패널(325)을 통해 근적외선만을 방사토록 하고 있다.

또한, 근적외선 필터링은 헤드램프 투명커버(307)의 안측면으로 코팅부재(309)를 증착시켜 근적외선 방사가 이루어지도록 하고 있는데, 상기 헤드램프(301)에서 발산되는 열로부터 코팅부재(309)를 보호하고 증착된 코팅부재를 통해 근적외선만을 선별방사토록 하고 있다.

한편, 헤드램프의 구조가 도 3b에 도시된 바와 같이 곡률을 갖는 제 1 반사경(335)과 또 다른 곡률을 갖는 제 2 반사경(337)을 보유한 하우징(331)의 일측으로 램프(341)가 장착된다. 하우징(331)은 단면이 타원의 형상을 하며 제 2반사경(337)의 일측 부위가 개구되어 램프(341)로부터 방사되는 광원이 제 1 반사경(335)을 거쳐 제 2 반사경(337)으로 반사되어 헤드램프 투명커버(343)가 장착된 상기 개구를 통해 차량의 전방으로 방사한다.

이 때, 상기 제 1 반사경(335)과 제 2 반사경(337)의 사이로 일정 간격이격된 체결돌기(345)가 체결되고, 상기 체결돌기(345)의 이격 사이로 필터패널(339)이 끼움 결합된다. 상기 램프(341)로부터 방사된 광원은 제 1반사경(335)에 반사되어 상기 필터패널(339)을 통해 근적외선만을 추출하여 전방으로 방사토록 하며, 근적외선은 제 2반사경(337)을 거쳐 헤드램프 투명커버(343)를 통해 전방조사되는 것이다.

도 4 및 도 5 또한 헤드램프의 구조에 따른 근적외선 필터링을 나타낸 것으로, 램프(407)의 후방 주면으로 반구형상을 갖는 반사면(401)이 마련되고, 상기 램프(407)의 전방으로는 광원을 분산시키기 위한 비구면 렌즈(405)가 마련된다. 이 때, 상기 비구면 렌즈(405) 및 반사면(401)의 사이에는 필터 하우징(403)을 장착한다.

필터 하우징(403)은 중앙부위로 조사구(413)를 형성하고, 상기 조사구(413)를 개폐하여 필요에 따라 근적외선 필터링을 수행할 수 있도록 필터패널(409)이 솔레노이드(411)에 의해 일정 각도내에서 힌지(415)를 중심으로 한 회동이 이루어지도록 한다. 즉, 솔레노이드(411)의 동작상태에 따라 상기 필터패널(409)이 조사구(413)를 개폐하여 램프(407)로부터 방사되는 광원이 필터패널(409)을 통과하도록 함에 따라 근적외선이 방사되도록 하는 것이다. 솔레노이드(411)는 상기 제어부(205)의 지시에 따라 온/오프 동작을 수행하여 필터패널(409)에 의한 조사구(413)를 개구 또는 폐구토록 하고 있다.

이와 같은 동작은 상향등과 근적외선램프의 2가지 기능을 동시에 수행하는 Dual Function 램프기능으로써, 근적외선 램프 On과 동시에 상향등 Off를 수행하거나 상향등을 On동작시키고 근적외선 램프 Off 동작시켜 상호 보완적 관계를 형성할 수 있다.

상기 반사면(401)의 안측은 광원을 반사시키기 위한 광반사부(417)가 형성되며, 그 중앙으로 장착된 램프(407)에서 조사되는 광원은 광반사부(417)에 의해 반사되어 상기 조사구(413)를 관통하여 상기 비구면 렌즈(405)에 의해 차량의 전방으로 조사되는 것이다. 이 때, 사용자로부터 근적외선 조사를 위한 스위칭신호가 제어부(205)로 입력되면, 상기 제어부(205)는 상기 솔레노이드(411)를 턴온시키므로써 힌지(415)를 중심으로 상기 필터패널(409) 구동을 유도한다. 필터패널(409)은 상기 조사구(413)를 폐구함에 따라 램프(407)로부터 조사되는 광원은 필터패널 (409)을 통해 근적외선만을 추출하여 비구면렌즈(405)를 거쳐 전방으로 방사시킨다.

도 5에서 예시된 헤드램프는 내측으로 광원을 반사하기 위한 광반사부(509)를 구비한 반구 형상의 구면 하우징(503)과, 상기 구면 하우징(503)의 전면부로 원통형의 원통 하우징(511)의 체결되며, 원통 하우징(511)의 전면부로 비구면 렌즈(505)가 장착되고 있다. 상기 구면 하우징(503)의 안측 중앙으로 램프(501)가 내설되며, 상기 원통 하우징(511)의 내측 하부로 반원 형상의 필터패널(507)이 고정 설치된다. 상기 필터패널(507)은 램프(501)에서 조사되는 광원을 일부 차단하기 위한 것으로, 하향등의 광원만 전방으로 조사되고 상향등 방향으로 조사되는 광원은 상기 반원 형상의 필터패널(507)에 의해 필터링되어 차량의 전방 상향으로 근적외선이 방사되도록 하고 있다.

즉, 이와 같이 구성된 헤드램프의 램프(501)로부터 방사되는 광원이 광반사부(509)를 통해 반사되면, 상기 램프(501)의 전면에 설치되는 필터패널(507)에 의해 광반사부(509)에서 반사된 상향등 방향의 광원이 차단됨과 더불어, 상기 원통 하우징(511) 내부 상단부로 광원이 통과하여 비구면 렌즈(505)에 의해 차량의 하향으로 조사된다. 따라서 상기 필터패널(507)을 통해 조사되는 광원은 근적외선으로 헤드램프의 상향을 조사하고 있으나, 가시 영역을 벗어나 전방 차량의 시야를 방해하지 않으며, 상기 원통 하우징(511) 상측을 통해 조사된 광원은 차량의 하향으로 방사되기 때문에 전방차량의 시야방해를 하지 않는다.

결국, 차량의 전방 근접지역으로는 운전자 시야로 식별될 수 있는 가시광원이 조사되고, 차량의 전방 원격지역으로는 근적외선이 조사되어 운전자의 시야에서 먼 지역은 근적외선에 의한 CCD 카메라로 촬상토록 함에 따라 차량 운행의 안전성을 극대화시키는 것이다.

도 6은 헤드램프의 다른 실시예로 구성한 것으로, 램프(607), 상기 램프(607)의 후방에 설치되어 램프(607)에서 방사되는 광원을 후방에서 반사시키기 위한 반사면(607)을 갖는 반사구(605), 상기 램프(601)의 전면에 지지대를 통해 고정 설치되어 광원의 전방조사를 차단하기 위한 실드(603), 상기 실드(603)의 종단부에 형성되어 상기 전방으로 조사되는 광원중 일부를 근적외선 검출하기 위한 필터패널(611)로 구성된다.

상기 램프(601)의 점등은 램프(601) 전방에 설치되는 실드(603)에 의해 전방조사가 차단되고, 상기 램프(601)에서 방출되는 광원의 일부는 반사구(603)에 의해 반사되어 차량의 전방 하향으로 조사된다. 또한, 상기 램프(601)에서 전방으로 방사되는 광원의 일부는 상기 필터패널(611)에 의해 차량의 전방상향으로 조사되나, 광원 영역을 넘기 때문에, 사용자 시야에서는 검출되는 않는다.

따라서, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 램프(601)를 중심으로 근접되는 영역으로 광원 영역(615)이 형성되고, 램프(601)를 중심으로 원거리 영역으로는 근적외선 영역(613)이 형성되어 운전자로부터 먼 시야는 근적외선을 통해 유동체를 식별할 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 차량의 야간운전을 위한 비젼 시스템은 차량의 헤드램프를 통해 근적외선을 방사하도록 하고, 차량내부로 CCD 카메라를 통해 차량외부의 돌발상황이나 보행자의 출현등을 쉽게 감지토록 하며, 감지된 결과를 디스플레이 및 소정의 경고음 또는 경고메시지로 제공함에 따라 운전자의 안전성을 극대화 하는 효과를 얻는다.

또한 상기 헤드램프를 하향으로 조사토록 하고, 상향으로 근적외선을 조사토록 램프의 근접된 위치로 필터패널을 고정설치하므로써, 운전자로부터 먼 시야는 근적외선으로 사물을 식별함과 더불어 전방 대향 차량으로 시야 방해가 되지 않도록 하는 헤드램프 구조를 형성하여 차량운전의 안전성이 극대화되는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 차량의 비젼 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프;

차량의 실내에 장착되어 전방을 주시하도록 설치된 근적외선 씨씨디 카메라(CCD);

상기 CCD 카메라로부터 촬상된 영상 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 에이디 컨버터;

차량의 실내에 장착되어 상기 CCD 카메라로부터 촬상된 영상 정보의 가공 결과를 디스플레이하기 위해 LCD 드라이버를 보유한 엘씨디 패널;

상기 가공된 영상 정보를 상기 LCD 드라이버로 제공하기 위한 제 2 버퍼 메모리;

상기 에이디 컨버터로부터 컨버팅된 디지털 신호를 NTSC 방식에 따라 프레임 단위로 저장하기 위한 제 1 버퍼 메모리;

시스템 프로그램을 보유하고, 상기 근적외선 CCD 카메라로부터 검출된 영상에서의 특정 패턴을 추출하기 위한 패턴 정보를 가지며, 이외에 물체와 차량간 위치 검출을 위한 산술식 정보 및 위치 검출 결과에 대응한 경고 메시지 정보를 포함하기 위한 롬(ROM);

상기 제 1 버퍼 메모리로부터 제공되는 디지털 정보를 수신하여 프레임단위별로 영상 처리하기 위한 영상 처리부, 물체 형상에 따라 기 저장된 영상정보에 기초하여 상기 영상 처리부로부터 제공되는 영상내의 특정 패턴을 검출하기 위한 패턴 추출부, 상기 영상 처리부에서 제공하는 영상정보와 상기 패턴 추출부에서 검출한 패턴을 교차시켜 검출영상의 특정 부위를 식별토록 컬러 변화 또는 외곽선 변화 등을 수행하기 위한 영상 출력부, 상기 롬에 기 저장된 특정 패턴의 영상정보로부터 물체와 차량간의 거리를 산출하기 위한 위치 산출부 및 상기 롬에 기 저장된 시스템 프로그램에 따라 상기 영상 처리부, 패턴 추출부, 영상 출력부 및 위치 산출부의 동기 제어를 수행하고 경고 메시지 정보를 디지트화된 신호로 출력하기 위한 제어부로 구성된 디에스피(DSP);

상기 디에스피(DSP)로부터 제공되는 제어정보를 수신하고 수신된 정보를 각 기능별로 분류하기 위한 디코더, 디코더로부터 분류된 정보에 기초하여 상기 에이디 컨버터의 샘플링 주파수 제어를 수행하기 위한 A/D 컨트롤러, 상기 디코더로부터 분류된 정보에 기초하여 상기 제 1 버퍼 메모리로 저장되는 데이터를 NTSC 방식에 따라 입출력 제어를 수행하기 위한 버퍼 컨트롤러, 상기 근적외선를 위한 헤드 램프의 온오프를 제어하기 위한 램프 컨트롤러, 상기 제 2 버퍼 메모리로 저장되는 가공 영상정보의 입력 제어 및 상기 LCD 드라이버로의 출력 제어를 수행하기 위한 인터페이스 컨트롤러로 구성된 에프피쥐에이(FPGA);

상기 경고메시지 또는 경고음을 출력하기 위한 음향 드라이버; 및

상기 음향 드라이버의 아날로그 출력신호를 제공하기 위한 스피커;로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 비젼 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프는, 전면이개구되고 다각형의 통형상을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 후방 중앙으로 설치되는 헤드램프와, 상기 헤드렘프의 후방으로 고정 설치되어 상기 헤드램프로부터 방사되는 광원을 반사시키기 위한 반사경과, 상기 하우징의 전면에 체결되어 광원을 차량의 전방으로 조사하기 위한 헤드램프 투명커버 및 상기 헤드램프 투명커버의 안측면으로 증착되어 상기 광원을 차단하고 근적외선만 투과하기 위한 코팅부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 비젼시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프는, 전면이 개구되고 다각형의 통형상을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 후방 중앙으로 설치되는 헤드램프와, 상기 헤드렘프의 후방으로 고정 설치되어 상기 헤드램프로부터 방사되는 광원을 반사시키기 위한 반사경과, 상기 하우징의 전면에 체결되어 광원을 차량의 전방으로 조사하기 위한 헤드램프 투명커버 및 상기 헤드램프 투명커버와 상기 하우징 사이로 고정 설치되어 상기 광원을 근적외선 필터링하기 위한 근적외선 필터패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 비젼시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프는, 소정의 곡률을 갖는 제 1 반사경을 갖는 제 1 하우징과, 상기 제 1 반사경의 중앙으로 고정 설치되는 램프와, 상기 제 1 반사경의 곡률과 다른 곡률을 갖고 상기 램프의 설치방향과 직각방향으로 개구되어 상기 제 1 반사경으로부터 반사된 광원을 상기 개구방향으로 조사하기 위한 제 2 반사경을 갖고 상기 제 1 하우징과 고정결합되는제 2 하우징과, 상기 제 1 하우징과 제 2 하우징이 사이로 상기 제 1 반사경으로부터 반사된 광원을 근적외선으로 필터링 하기 위한 필터패널이 고정설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 비젼 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프는, 반구형상을 갖는 반사면과 상기 반사면의 중앙으로 고정되는 램프와, 상기 램프의 전방으로는 설치되어 광원을 분산시키기 위한 비구면 렌즈와, 상기 비구면 렌즈와 상기 반사면 사이로 고정 설치되며 상기 광원이 관통하기 위한 조사구를 형성하고 상기 조사구를 개폐하여 필요에 따라 근적외선 필터링을 수행할 수 있도록 필터패널을 보유하며 상기 필터패널의 개폐 동작을 제어하여 선택적 근적외선 방사가 이루어지도록 하기 위한 솔레노이드가 장착되는 필터 하우징이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 비젼 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프는, 내측으로 광원을 반사하기 위한 광반사부를 구비한 반구 형상의 구면 하우징과, 상기 구면 하우징의 전면부로 체결되는 원통형의 원통 하우징과, 원통 하우징의 전면부로 상기 광원의 조사각을 형성하기 위한 비구면 렌즈와, 상기 구면 하우징의 안측 중앙으로 내설되는 램프와, 상기 원통 하우징의 내측 하부로 고정 설치되어 상향으로 조사되는 광원을 근적외선으로 필터링하기 위한 반원 형상의 필터패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 비젼시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 근적외선 방사를 위한 차량의 헤드램프는, 램프와, 상기 램프의 후방에 설치되어 상기 램프로부터 방사되는 광원을 차량의 전방 하향으로 반사시키기 위한 반사구와, 상기 램프의 전면으로 지지대를 통해 고정 설치되어 상기 광원중 전방조사되는 광원을 근적외선으로 필터링하여 차량의 전방 상향으로 조사하기 위한 필터패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 비젼시스템.