KR200468693Y1 - 조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스 - Google Patents

조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스 Download PDF

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Abstract

본 고안은 조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스에 관한 것으로, 조도를 감지하는 조도센서; 동영상을 촬영하는 카메라 모듈; 상기 조도센서를 통하여 수집된 조도정보값을 이용하여 히스테리시스 분석을 수행하되, 분석결과가 기 설정된 조건의 만족하는지 여부를 판정하며, 기 설정된 조건의 만족시 해당 조건에 대응하여 미리 저장된 카메라 설정값을 인출하여 상기 카메라 모듈의 설정값을 변경하는 제어부; 및 상기 카메라 모듈을 통하여 생성된 영상을 저장하는 저장수단;을 구비하는 것을 특징으로 하며, 이러한 본 고안에 의할 때 히스테리시스 곡선 분석을 통해 주야간, 조도가 낮은 지하 주차장이나 터널 진입 상황을 정확하게 판정하여 카메라 설정값을 능동적으로 변경함으로써 영상촬영환경의 변화에도 불구하고 고화질의 블랙박스용 영상을 확보할 수 있다.

Description

조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스{BLACKBOX FOR VEHICLE EQUIPPED WITH ILLUMINATION INTENSITY ADAPTIVE CAMERA CONFIGURATION FUNCTION}
본원 고안은 차량용 블랙박스에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 조도에 따라서 차량용 블랙박스의 카메라 설정값을 제어하는 차량용 블랙박스에 관한 것이다.
블랙박스((Block Box)란 항공기에 장착되어 비행 고도, 속도, 기체의 각종 상태등을 저장하는 장치로서, 항공기 사고 발생시 사고 원인을 규명하는데 사용되는 것을 지칭한다.
한편, 교통량 증가와 도심의 발달에 따라 자동차 사고가 빈번하게 발생하고 있는데 최근에는 자동차 사고의 원인을 규명하기 위하여 이러한 블랙박스 기술이 차량에 접목되기 시작하였다.
공지의 차량용 블랙박스는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 전방을 향하여 설치되어 차량의 주행중 영상과 음성, 속도 및 GPS 좌표 등을 저장하는 기능을 제공한다.
이러한 공지의 차량용 블랙박스는 특히 사고직전, 직후의 영상과 음성, 속도와 위치 등을 비휘발성 메모리에 저장함으로써 자동차 사고 발생시 가해자와 피해자를 구별하고, 과실을 결정하는데 결정적인 역할을 한다.
그러나, 공지의 차량용 블랙박스에 구비된 카메라는 고정된 카메라 설정값을 가지고 있을 뿐이어서 조도가 충분한 주간에는 운행차량의 전, 후방에서 주행중인 타 차량을 충분히 식별할 수 있을 정도의 영상정보를 저장할 수 있으나, 조도가 충분하지 못한 터널 내부 주행시 또는 야간에는 타 차량을 충분히 식별할 수 없을 정도로 어두운 영상만을 저장하거나, 또는 심각한 화질저하를 나타내는 문제점이 있다.
이러한 공지의 차량용 블랙박스는 특히 자동차 사고시 가해자가 도주한 경우 등 가해차량의 차량번호를 식별할 수 있을 정도의 영상정보가 필요한 경우에 제 역할을 하지 못하는 경우가 발생한다.
이에 따라 터널 내부 또는 야간 등 촬영환경이 열악한 상황에서도 충분한 영상정보를 제공할 수 있는 차량용 블랙박스 개발의 필요성이 대두되었다.
본원 고안의 우선권 주장의 기본이 된 선출원인 실용신안출원번호 제20-2010-4234호에 대한 심사과정에서 대한민국 공개특허 제1999-51466호 및 대한민국 등록특허 제0773584호가 인용된 바 있다. 공개특허 제1999-51466호는 차량의 속도변화량과 위험상태를 감지하며, 디지털 카메라를 통해 수집되는 영상을 저장하는 차량용 블랙박스를 공지하며, 등록특허 제0773584호는 조도에 따라 카메라 밝기를 조절하는 조명 제어방법을 공지하고 있다.
본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 조도 변화를 검출하되, 즉흥적으로 카메라 설정값을 변경하지 아니하며, 조도 변화량에 대한 히스테리시스 곡선 분석을 통하여 터널진입, 지하주차장 또는 야간 등으로 판정되는 경우 카메라의 설정값을 변경함으로써 화질열화없이 충분한 밝기의 영상을 확보하도록 하는 차량용 블랙박스 제공을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스는 차량에 설치되어 차량의 주행시 또는 주정차시 영상을 촬영하여 저장하는 차량용 블랙박스에 있어서,
조도를 감지하는 조도센서;
동영상을 촬영하는 카메라 모듈;
상기 조도센서를 통하여 수집된 조도정보값을 이용하여 히스테리시스 분석을 수행하되, 분석결과가 기 설정된 조건의 만족하는지 여부를 판정하며, 기 설정된 조건의 만족시 해당 조건에 대응하여 미리 저장된 카메라 설정값을 인출하여 상기 카메라 모듈의 설정값을 변경하는 제어부; 및
상기 카메라 모듈을 통하여 생성된 영상을 저장하는 저장수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본원 고안에 의할 때 조도의 히스테리시스 곡선 분석을 통해 주야간을 정확하게 판정함은 물론, 조도가 낮은 지하 주차장이나 터널 진입 상황을 정확하게 판정할 수 있어 영상 촬영 환경의 변화에 능동적으로 대응이 가능하다는 효과가 있다.
이에 의하여 주간에는 과다노출로 인한 백화현상을 방지할 수 있으며, 야간이나 지하주차장 등 촬영환경이 열악한 상황에서도 카메라 설정값을 능동적으로 변경하는 것에 의하여 고화질이 영상을 확보할 수 있다는 효과가 있다.
나아가, 조도 변화에 즉흥적으로 카메라의 설정값을 변경하지 않음으로써 일시적인 조도 변화에 따른 영상 내 지터(Jitter) 발생을 방지한다는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 차량용 블랙박스가 설치되는 모양을 설명하는 개념도이며,
도 2는 본 고안에 의한 차량용 블랙박스의 외형을 설명하는 참고도이며,
도 3은 카메라 설정값 변경 전, 후의 영상촬영 결과물을 비교하는 예시도이며,
도 4는 본 고안에 의한 차량용 블랙박스의 구성을 설명하는 기능블록도이며,
도 5는 본 고안에 의한 차량용 블랙박스에서 카메라 설정값을 변경하는 과정을 설명하는 플로우차트이다.
이하에서는 본원 고안의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본원 고안을 상세히 설명한다. 한편, 본원 고안을 명확히 하기 위하여 본원 고안의 구성과 관련없는 내용은 생략하기로 하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명한다.
한편, 고안을 실시하기 위한 구체적인 내용 또는 실용신안등록청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 고안을 실시하기 위한 구체적인 내용 또는 실용신안등록청구범위에서"~수단", "~부", "~모듈", "~블록"으로 명명된 구성요소들은 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이들 각각은 소프트웨어 또는 하드웨어, 또는 이들의 결합에 의하여 구현될 수 있다.
도 2는 본 고안에 의한 차량용 블랙박스의 외형을 설명하는 참고도이며, 도 4는 본 고안에 의한 차량용 블랙박스의 구성을 설명하는 기능블록도이다.
도 2에 도시된 본 고안에 의한 차량용 블랙박스는 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 전면글래스 내측에 설치되되 차량용 블랙박스의 외부로 노출된 카메라 모듈(130)이 차량의 전방을 향하도록 설치될 수 있다. 이때, 룸미러와 전면글래스의 공간에 설치될 수 있는데 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 천정면에 부착될 수 있도록 거치대가 더 구비될 수 있다.
차량용 블랙박스(100)에는 카메라 모듈(130) 이외에도 조도센서(110)가 외부로 노출되어 차량 외부의 조도를 감지한다.
이때, 조도센서(110)는 바람직하게는 광전도 셀(Photoconductive cell)을 사용할 수 있다. 광전도 셀은 빛을 비추면 빛 에너지를 흡수하여 전하를 운반하는 하전체의 양이 증가하고, 전기전도율이 증가하는 성질을 가지며, 전기전도도가 광량의 증가에 대하여 포화하는 경향을 갖는다.
이러한 광전도 셀에 정전압의 전원을 공급하고 빛을 공급하면 저항이 감소되어 전류가 증가하므로 광량을 전기량으로 변환할 수 있게 된다.
이와 같은 광전도 셀 가운데 CDS (Cadmium Sulfide) 셀(cell)이 적합하다. CDS 셀은 가격이 저렴한 대신, 응답속도가 느리며 빛에 쉽게 포화되는 성질을 가지나 감도가 매우 뛰어난 특성을 갖는다.
본 발명에서는 조도의 변화에 즉흥적으로 반응하지 않으며, 후술하는 바와 같이 조도센서(110)의한 감지값인 조도정보값에 대해 히스테리시스 분석을 수행하여 조도가 충분히 낮아진 것으로(또는 충분히 높아진 것으로) 판단되는 경우에 비로소 카메라 설정값을 변경하기 때문에 빠른 응답속도를 요하지 아니하며, 주광과 대비하여 조도가 낮은 상황을 검출하기 위한 것이므로, 쉽게 포화되는 특성이 문제되지 않을 뿐 아니라 저조도에서의 뛰어난 감도가 조도센서(110)로 적합한 특성을 보인다.
한편, 이와 같이 조도센서(110)에 의하여 감지된 값은 회로 내에서 전기량의 형태로 표현되는데, 이를 A/D 컨버터(미도시)를 통하여 디지털 신호를 변환한 다음 제어부(120)로 인가함이 바람직하다.
한편, 카메라 모듈(130)은 차량의 주행중 또는 주정차시 영상을 촬영하여 저장수단(140)에 저장한다. 이때, 바람직하게는 저장되는 영상의 데이터 양을 최소화하기 위하여 MPEG4 또는 h.264 등의 압축코덱에 의하여 압축함이 바람직하다.
저장수단(140)은 바람직하게는 비휘발성 메모리이며, 플래쉬 메모리 카드 등의 형태로 차량용 블랙박스(100)에 탈착가능하다.
한편, 시간정보 생성수단(150)은 카메라 모듈(130)에 저장되는 영상에 녹화당시의 시각에 관한 정보를 함께 저장하도록 하거나, 또는 제어부(120)로 현재 시각을 알린다.
제어부(120)는 조도센서(110)를 통해 수집된 조도정보값에 대하여 히스테리시스 분석을 수행하며, 분석결과가 일정한 조건을 만족하는 경우 즉, 조도가 충분히 낮아지거나 또는 충분히 높아진 것으로 판단되는 경우에 각각 미리 저장된 카메라 설정값을 인출하며, 인출된 카메라 설정값을 이용하여 상기 카메라 모듈(130)의 설정값을 변경한다.
이때, 카메라 설정값에는 카메라의 감도(ISO)값, 조리개(F)값, 화이트밸런스, 셔터스피드 등이 포함될 수 있으며, 이러한 카메라 설정값은 카메라 모듈(130)에 탑재된 렌즈의 특성에 따라 조도별로 미리 설정된다.
예를 들어, 조도가 낮은 경우 ISO 값을 최대로 높이고, 조리개를 최대로 개방하며, 반대로 조도가 높은 경우 ISO 값을 낮추고, 조리개 값을 높일 수 있는데 테스트 결과에 따라 일정 조도구간별로 미리 그 설정값을 결정하여 저장해두는 것이다.
한편, 제어부(120)는 조도센서(110)에 의하여 감지된 조도정보에 의할 때 조도가 높다거나, 또는 낮다고 하여 즉흥적으로 카메라 설정값을 변경하지 아니하며, 누적적으로 수집된 조도정보를 이용하여 히스테리시스 분석을 행하는데, 그 과정은 다음과 같다.
우선, 누적적으로 수집된 조도정보를 이용하여 시간과 조도값을 파라메타로 하는 2차원 평면상에 히스테리시스 곡선을 생성한다. 한편, 히스테리시스 곡선상 포화점 도달로 판단되면 그때 비로소 임계값을 넘어선 것으로 판단하여 해당 구간의 평균조도값에 해당하는 카메라 설정값을 인출하는 것이다.
이러한 히스테리시스 분석은 조도변화의 비선형성에 기인하나, 일정 부분은 반응속도가 느린 CDS 셀의 특성에 기인하기도 한다.
예를 들어, 지하주차장이나 터널 진입시 조도는 진입 즉시 급격하게 낮아지지 아니하며, 점진적으로 조도가 낮아지다가 일정 수준까지 낮아지면 하락을 멈춘다. 즉, 히스테리시스 곡선상 포화상태에 진입하게 된다.
이에 따라, 제어부(120)는 히스테리시스 곡선의 기울기가 커지다가 다시 낮아져 변화량이 매우 낮아진 상태가 되면 비로소 조도 변화에 따른 카메라 설정값의 변경을 실행하게 되는 것이다.
한편, CDS 셀의 높은 감도 특성을 이용하여 조도를 다수의 구간으로 세분화하여 각 구간별로 카메라 설정값을 미리 정하여 저장해둘 수 있으며, 히스테리시스 곡선의 포화시 평균 조도값에 대응하는 카메라 설정값을 인출할 수도 있다.
이때, 평균 조도값은 히스테리시스 곡선이 포화상태에 이르른 것으로 판정된 시점으로부터 전후 일정시간에 해당하는 구간의 평균 조도값을 가리킨다. 바람직하게는 약 3 내지 5초 사이의 구간의 평균 조도값을 이용할 수 있다.
이와 같이 처리함으로써 태양광의 입사각도나 입사방향 변화에 따른 일시적인 조도증가나 지형지물 기타의 장애물로 인한 일시적인 조도하락시마다 즉흥적으로 카메라 설정값을 변경하지 않게 된다.
한편, 이와 같이 조도에 따라 카메라 설정값을 변경하는 것에 의하여 저조도의 환경에서도 전방 차량의 번호를 식별할 수 있을 정도로 충분히 밝고 선명한 화질의 영상을 획득할 수 있게 된다.
도 3의 (a)는 주간에 최적화된 카메라 설정값을 이용하여 별도의 설정값 변경없이 영상을 촬영한 결과물을 PC(Personal Computer)를 통해 재생하는 화면을 도시하며, 도 3의 (b)는 조도 하락에 따라 카메라 설정값을 변경하여 ISO 값을 증가시키고, 조리개를 개방하여 촬영한 결과물을 PC를 통해 재상하는 화면을 도시한다.
도 3의 (a)에 의할 때 화면이 매우 어두워 전방 차량의 차량번호 식별이 불가능함은 물론, 차종이나 차량색상을 판단하기조차 어려움을 확인할 수 있다.
반면, 도 3의 (b)에 의할 때, 주간 촬영시와 마찬가지로 전방 차량의 차종, 차량색상은 물론 차량 번호까지 충분히 식별가능한 것을 확인할 수 있다.
한편, 이러한 제어부(120)는 이상 살펴본 바와 같이 주로 조도센서(110)에 의해 수집된 조도정보를 이용하여 히스테리시스 분석결과 조도변화가 임계점을 넘겼는지 여부를 판단하는데, 이에 더하여 시간정보생성수단(150)에 의해 제공되는 시간정보 - 즉, 현재시각을 이용하여 더욱 정확한 조도변화 판정을 할 수 있다.
즉, 예를 들어 히스테리시스 분석결과 조도가 낮은 것으로 판단되며 동시에 현재시각이 "19시 30분"인 경우라면 지하주차장이나 터널진입일 수도 있으나 "야간"에 해당하는 것으로 판단하여 카메라 설정값을 변경할 수 있다.
터널이나 지하주차장의 경우 인공 조명에 의해 최소한의 조도가 유지되지만, 야간 실외주행시와 비교할 때 카메라에 적용될 화이트밸런스 값은 각각 상이할 수 있다.
뿐만 아니라, 터널이나 지하주차장의 경우 차량이 실외로 이동할 때 단 시간 내에 조도가 변화할 수 있으나, 야간인 경우에는 상당시간동안 조도가 변화하지 않을 것으로 예상할 수 있으므로 제어부(120)는 터널, 지하주차장 진입 등과 야간 실외주행을 구분하여 각각 상이하게 처리할 수도 있다.
이를 위하여, 제어부(120)는 보조적인 지표로 시간정보를 더 이용할 수 있다.
이와 같이 제어부(120)에서 카메라 설정값을 변경하는 과정을 도 5에 도시된 플로우차트를 이용하여 살펴보기로 한다.
우선, 차량의 주행시 또는 주정차시 카메라 모듈(130)은 영상을 수집하여 저장수단(140)에 저장한다.
제어부(120)는 조도센서(110)를 통해 누적적으로 수집된 정보를 이용하여 히스테리시스 곡선을 생성한다(S110). 즉, 시간과 조도값을 파라메타로 하는 2차원 평면상에서 조도값의 변화를 나타내는 비선형적 곡선을 생성한다.
한편, 생성된 히스테리시스 곡선의 조도변화량이 커졌다가 다시 줄어들어 일정 크기 미만으로 낮아지면 - 즉, 포화상태에 이르르면 조도의 변화가 발생한 것으로 판정한다(S120).
한편, 이와 같이 조도의 변화가 발생된 것으로 판정됨에 따라 해당 구간의 평균 조도값에 해당하는 카메라 설정값을 인출하여 카메라 모듈(130)의 설정을 변경한다(S130).
이때, 카메라 설정값은 렌즈의 ISO값, 조리개값, 화이트밸런스 또는 셔터스피드 가운데 하나 이상을 포함한다.
카메라 설정값이 변경됨에 따라 카메라 모듈(130)은 변경된 설정값을 이용하여 영상을 수집하여 저장수단(140)에 더 저장한다.
이에 의하여 조도 변화에도 불구하고 충분히 밝고 선명한 화질의 영상을 획득할 수 있게 된다.
본원 고안은 첨부 도면 및 상기와 같은 실시예를 참조하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본원 고안의 권리범위는 오직 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이며 상기와 같은 실시예에 국한되지 아니한다.
본 고안은 차량의 운행 또는 정지시 영상을 기록하는 차량용 블랙박스 기술분야에 적용될 수 있다.
110 : 조도센서
120 : 제어부
130 : 카메라 모듈
140 : 저장수단
150 : 시간정보 생성수단

Claims (6)

  1. 차량에 설치되어 차량의 주행시 또는 주정차시 영상을 촬영하여 저장하는 차량용 블랙박스에 있어서,
    조도를 감지하는 조도센서;
    동영상을 촬영하는 카메라 모듈;
    상기 조도센서를 통하여 수집된 조도정보값을 이용하여 히스테리시스 분석을 수행하되, 분석결과가 기 설정된 조건의 만족하는지 여부를 판정하며, 기 설정된 조건의 만족시 해당 조건에 대응하여 미리 저장된 카메라 설정값을 인출하여 상기 카메라 모듈의 설정값을 변경하는 제어부; 및
    상기 카메라 모듈을 통하여 생성된 영상을 저장하는 저장수단;을 구비하되,
    상기 조도센서는 CDS 셀(Cadmium Sulfide Cell)이며,
    상기 제어부는 상기 조도센서를 통해 수집된 조도정보값을 이용하여 시간과 조도정보값을 파라메타로 하여 히스테리시스 곡선을 생성하되,
    상기 생성된 히스테리시스 곡선의 기울기가 미리 정해진 소정의 수준까지 낮아지면 포화점 도달로 판단하고,
    포화점 도달시 포화점에 해당하는 시점 전후 3 내지 5초 구간의 평균조도값을 판정하며,
    기 저장된 조도에 따른 카메라 설정값 가운데 상기 판정된 해당 구간의 평균조도값에 해당하는 카메라 설정값을 인출하여,
    인출된 카메라 설정값을 이용하여 상기 카메라 모듈의 설정값을 변경하는 것을 특징으로 하는 조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 설정값은 상기 카메라 모듈의 ISO 값, 조리개 값 가운데 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    시간정보를 생성하는 시간정보생성수단;을 더 구비하되,
    상기 제어부는 히스테리시스 분석결과가 기 설정된 조건의 만족하는지 여부 및 시간정보에 따라 인출할 카메라 설정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 블랙박스.
KR2020110003465U 2010-04-22 2011-04-22 조도에 따른 카메라 제어 기능을 갖는 차량용 블랙박스 KR200468693Y1 (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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