KR20100079054A - 안전운전정보제공장치 및 안전운전정보제공방법 - Google Patents

안전운전정보제공장치 및 안전운전정보제공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주행하는 차량의 안전운전을 위한 정보제공장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 적외선선형빔 스캔을 통해 주행시 운전자가 운전환경 중 항상 접하게 되는 수많은 위험요소를 사전에 인지하여 대처할 수 있는 안전운전정보제공장치에 관한 것이다.
본 발명의 안전운전정보제공장치에 의하면 네비게이터와 연동되어 운전환경 중 도로에서 항상 접하게 되는 선행차와의 근접도, 갑자기 나타날 수 있는 위험장애물, 안개 속에서의 가시거리 미확보, 빙판길 등 다양한 위험요인을 사전에 인지하여 대처할 수 있어 주행 중 발생하는 교통사고를 미연에 예방하는데 현저한 효과가 있다.
적외선, 선형빔, 레이저, 스캔

Description

안전운전정보제공장치 및 안전운전정보제공방법{Apparatus and method for Providing Information of safe driving}
본 발명은 주행하는 차량의 안전운전을 위한 정보제공장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 적외선선형빔 스캔을 통해 주행시 운전자가 운전환경 중 항상 접하게 되는 수많은 위험요소를 사전에 인지하여 대처할 수 있는 안전운전정보제공장치에 관한 것이다.
기술의 발달과 함께 자동차의 성능은 하루가 다르게 향상되어 가고 있으나 운전자에게 제공되는 능동적 안전장치의 개발은 이에 미치지 못하고 있는 현실이다. 즉 운전자의 안전을 위해 요즈음 승용차에서 대부분 적용되고 있는 ABS(제동장치), Air bag, TCS(차체자세제어장치) 등이 발달되고 있으나 이러한 장치는 사고 발생 후이거나 문제가 발생되기 직전에 작동하기 시작하는 안전장치에 불과하다.
따라서 운전 중 도로 환경에서 수시로 접하게 되는 위험요소인 선행차 와의 근접도, 예측할 수없이 나타나는 위험장애물(보행자 및 동물 등), 안개 속에서의 가시거리 미확보로 인한 추돌사고 및 빙판길에서의 미끄러짐 등 다양한 요인을 사전에 인지하여 대처할 수 있는 안전시스템에 대한 필요성이 존재한다.
그러나 유사한 용도로 사용되는 기존의 시스템들은 단순히 초음파를 발사하고 수신하여 도플러 효과를 이용하는 제품이나 레이저펄스를 단속적으로 발사하여 수신되는 시간을 계산하여 대개 100m이내에서 선행차 와의 거리를 단순 측정하고 있는 수준이므로, 안전운전의 다양한 위해요소를 정확히 파악할 수 없으며 위험물의 형태나 정확한 방향을 파악하기 곤란하였다.
다시 말해, 초음파의 도플러 효과를 이용하는 초음파 방식은 악천후시의 성능 열화가 비교적 적다는 특징이 있지만 수평방향 각도 분해능 등에 대한 문제점 있으며 또 높은 가격이 단점이고, 레이저 레이다 방식의 경우 개발 당초에는 악천후시의 성능 열화가 문제였지만 각종 개량에 의하여 실주행상 문제를 어느 정도 수준까지 개선되었으며 가격 면, 각도 분해능의 면에서 다소 이점이 있으나 여전히 안전운전의 다양한 위해요소를 정확히 파악할 수 없으며 위험물의 형태나 정확한 방향을 파악하기 곤란하다는 문제점이 상존한다.
한편, 국내특허 제721560호는 "임의 시점을 가지는 3차원 차량정보 제공 시스템에 있어서, 자기 차량의 위치를 결정하는데 이용되는 원시데이터를 취득하기 위한 내부 센싱 수단; 외부 타 차량, 및 주요 도로시설물의 위치, 거리, 방향, 및 속도를 결정하는데 이용되는 원시데이터를 취득하기 위한 외부센싱 수단;도로, 및 주요 도로시설물의 좌표와 관계를 저장하고 있는 저장 수단; 상기 내부 센싱 수단, 및 상기 외부 센싱 수단으로부터의 원시데이터와 상기 저장 수단에 저장되어 있는 데이터를 이용하여 자기 차량 위치, 외부 객체 위치, 자기 차량과 외부 객체 간의 거리, 자기 차량에서 외부 객체까지의 방향각, 및 외부 객체의 속도를 포함하는 객 체 정보를 연산하여 결정하고 차량간 관계를 추론하기 위한 추론 수단; 상기 추론 수단에서 산출하여 결정한 객체 데이터(자기 차량 정보 포함)를 임의의 시점을 가지는 3차원 그래픽으로 재구성하기 위한 렌더링 수단; 및상기 렌더링 수단에서 재구성한 3차원 그래픽 데이터를 출력 장치로 출력하여 주기 위한 출력 수단을 포함하는 임의 시점을 가지는 3차원 차량정보 제공 시스템."과 같은 기술적 구성을 개시하고 있으나 상기 특허는 차량 간의 위치를 3차원 그래픽으로 제공하기 위한 간략하고 개략적인 시스템만을 개시하고 있을 뿐 차량 간의 위치를 측정하기 위한 구체적인 기술적 구성 및 방법을 전혀 제시하고 있지 않을 뿐만 아니라 기후변화에 대한 운전위험요소에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않으므로 여전히 안전운전의 다양한 위해요소를 정확히 파악할 수 없다는 문제점이 존재하게 된다.
본 발명자는 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위해 노력한 결과 적외선 선형빔을 이용하여 도로상의 장애물을 용이하게 인식할 수 있는 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 운전환경 중 도로에서 항상 접하게 되는 수많은 위험요소인 선행 차와의 근접도, 갑자기 나타날 수 있는 위험장애물, 안개 속에서의 가시거리 미확보 등 다양한 요인을 사전에 인지하여 대처할 수 있어 사고를 예방하는데 도움이 되는 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도로결빙, 수막형성 등과 같은 도로면의 기후변화에 따른 운전위험요소에 대해서 운전자에게 경고할 수 있는 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 야간, 폭우, 폭설, 안개 낀 날씨를 포함하여 운전자의 시야가 제한될 때 일정거리 내에서 장애물 및 도로 상태를 감지하여 운전자에게 경고할 수 있는 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 야간 주행 시 적외선 이미지를 이용해 나이트 비전으로 활용할 수 있는 안전운전정보제공시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 네비게이터와 연동되는 기술적 구성을 가져 기존 의 시장과 시너지 효과가 크며 수요기반이 매우 안정적으로 확장될 수 있는 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 운전차량의 전방에 적외선 선형빔을 연속 조사하여 도로를 스캔하는 하나 이상의 레이저모듈; 상기 레이저모듈에 의해 조사되는 적외선 선형빔을 포함하여 도로에 형성되는 영상패턴을 촬상소자를 통해 데이터화하여 전송하는 카메라모듈; 및 상기 카메라모듈로부터 전송된 영상데이터를 통해 상기 적외선 선형빔의 도로 스캔결과를 추적하고 처리하여 실시간으로 분석하는 영상처리 및 제어모듈을 포함하는 안전운전정보제공시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 적외선 선형빔은 상기 적외선 선형빔에 의한 확산면이 도로면에 대해 예각을 형성하는 방향 또는 수직방향 중 어느 한 방향으로 연속 조사되거나, 양 방향으로 크로스되어 연속 조사된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 영상처리 및 제어모듈에 의해 전방의 장애물 위험이 있는 것으로 판단되면 경고음이나 음성메시지를 출력하는 경고음발생수단, 또는 색깔이나 문자나 영상으로 경고상황을 표시하는 표시수단 중 어느 하나 이상을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 경고음발생수단 또는 표시수단의 경고강도는 상기 전방의 장애물과의 거리가 가까워질수록 커진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 레이저모듈은 적외선 대역의 레이저광을 조사하는 레이저 광원과, 상기 레이저광원으로부터 조사되는 레이저광을 집광시키는 집광렌즈와, 상기 레이저광을 선형빔으로 조정하는 실린더렌즈를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 카메라모듈은 상기 레이저 모듈의 광원에 따른 촬상소자의 분해능을 높이기 위한 필터를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 필터는 760nm이하의 cut-off 필터로 설계된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 실린더 렌즈의 분산각도는 2-10°이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저모듈에 의해 조사되는 하나 이상의 적외선 선형빔은 상기 운전차량 10-100m 전방의 도로상에 미칠 수 있도록 일정 간격으로 조사된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 카메라모듈과 레이저모듈은 일정한 각도를 이루도록, 한 하우징 내에 설치되거나 별도의 하우징을 갖도록 설치된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 카메라모듈은 바람의 영향을 최소화할 수 있는 유선형하우징을 갖고, 스텝핑 모터를 구비하여 상하, 좌우 각도를 조정할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 운전차량 외부의 온도를 감지하는 온도센서 를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 영상처리 및 제어모듈은 네비게이터의 구성요소로 포함된다.
또한, 본 발명은 운전차량의 전방에 적외선 선형빔을 연속 조사하여 도로를 스캔하는 단계; 상기 도로를 스캔하기 위해 조사되는 적외선 선형빔을 포함하여 도로에 형성되는 영상패턴을 촬상소자를 통해 데이터화하여 영상데이터를 얻는 단계; 상기 얻어진 영상데이터를 각 프레임별로 분석하여 상기 적외선 선형빔의 연속성을 검출함으로써 장애물 존재 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단에 따라 운전자에게 경고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 적외선 선형빔의 연속성을 검출함으로써 장애물 존재 여부를 판단하는 단계는 이전 영상프레임의 값과 순차적으로 입력되는 영상프레임의 값을 비교하여 광량변화를 측정하는 단계, 조사된 적외선 선형빔의 반사특성에 나타난 광량을 분석하여 도로면의 상태를 판단하는 단계, 또는 장애물에 근접했을 때 중심부와 상대적으로 OFF된 선의 길이를 연산해 장애물의 크기를 판단하는 단계 중 하나 이상을 수행한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
본 발명의 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법은 운전환경 중 도로에서 항상 접하게 되는 수많은 위험요소인 선행 차와의 근접도, 갑자기 나타날 수 있는 위험장애물, 안개 속에서의 가시거리 미확보, 빙판길 등 다양한 요인을 사전에 인지하여 대처할 수 있어 사고를 예방하는데 도움이 된다.
또한, 본 발명의 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법은 도로결빙, 수막형성 등과 같은 도로면의 기후변화에 따른 운전위험요소에 대해서 운전자에게 경고할 수 있다.
또한, 본 발명의 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법은 야간, 폭우, 폭설, 안개 낀 날씨를 포함하여 운전자의 시야가 제한될 때 일정거리 내에서 장애물 및 도로 상태를 감지하여 운전자에게 경고할 수 있다.
또한, 본 발명의 안전운전정보제공시스템은 야간 주행 시 적외선 이미지를 이용해 나이트 비전으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 안전운전정보제공시스템 및 안전운전정보제공방법은 네비게이터와 연동되는 기술적 구성을 가져 기존의 시장과 시너지 효과가 크며 수요기반이 매우 안정적으로 확장될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안전운전정보제공시스템의 구성블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안전운전정보제공시스템 중 카메라모듈과 레이저모듈의 일 실시예를 나타낸 구성도이며, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 레이저모듈 및 카메라모듈에 의해 순차적으로 스캔된 결과가 촬영된 영상사진들이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전운전정보제공시스템의 간략한 동작순서를 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 안전운전정보제공시스템의 구성에 대해 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 안전운전정보제공시스템(100)은 레이저모듈(110),카메라모듈(120), 영상처리 및 제어모듈(130)을 필수적으로 포함하고, 경고음발생수단(140), 표시수단(150), 온도센서(160) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있는 것을 알 수 있다.
먼저, 레이저모듈(110)은 운전차량의 전방에 적외선 선형빔을 연속 조사하여 도로를 스캔하기 위한 것으로 도 2에 도시된 바와 같이 레이저 광원(111), 집광렌즈(112) 및 실린더렌즈(113)를 포함하는데, 도 2에서는 레이저 광원(111)이 2개인 것으로 도시되고 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 하나 이상 포함되면 무방하다. 레이저 광원(111)은 적외선 대역의 레이저광을 조사하도록 구성되고, 집광렌즈(112)는 레이저광원(111)으로부터 조사되는 레이저광을 집광시키는 역할을 하며, 실린더렌즈(113)는 레이저광을 선형빔으로 조정하는 기능을 한다.
하나이상의 레이저모듈(110)에 의해 조사되는 하나 이상의 적외선 선형빔은 장착된 운전차량의 전방 10-100m 도로상에 일정 간격으로, 예를 들어 전방 70m, 전방 40m 등에 닿을 수 있게 지향성을 갖도록 조사되는데, 이 때 조사된 적외선 선형빔의 형태는 레이저모듈(110)을 꼭지점으로 하여 전방으로 확산되는 거의 이등변삼각형을 이루게 된다. 확산된 적외선 레이저빔의 최전방의 폭, 즉 꼭지점인 레이저모듈(110)에 대향하는 대변의 길이는 실린더 렌즈(113)를 분산시켜 조절할 수 있는데, 예를 들어 설명하면, 실린더 렌즈의 분산각도가 4°정도이고 적외선선형빔이 50m 전방에 닿도록 조사 되면 최전방 폭은 3.5m의 길이가 유지된다. 도로 폭과 적외선선형빔이 조사되는 거리를 고려하면 본 발명의 시스템에서 실린더 렌즈(113)의 분산각도는 2-10°인 것이 바람직하고 보다 바람직하게는 4-5°인 것이다.
하나 이상의 레이저모듈(110)은 조사되는 각각의 적외선 선형빔이 모두 동일한 파장을 갖거나 모두 상이한 파장을 갖거나 일부는 동일하고 일부는 상이한 파장을 갖도록 구현될 수 있는데, 750nm이상의 파장을 갖는다. 특히 적외선 선형빔 조사시 파장에 따른 특성을 고려하여 레이저모듈(110)이 조사할 파장을 결정한다. 즉 본 발명자들의 실험에 의하면 750nm 내지 800nm사이의 파장은 직진 반사율이 높고, 820nm 내지 890nm사이의 파장은 수분에의 흡수율이 높으며(그 결과 상기 대역의 파장을 이용하면 다른 대역의 파장을 이용한 것보다 수막 및 결빙유무의 판단이 용이 해짐), 920nm 내지 980nm 사이의 파장은 도로표면에 도달율이 높은 특성을 갖고 있는 것을 발견하였기 때문이다.
또한, 레이저모듈(110)에 의해 조사되는 적외선 선형빔은 적외선 선형빔에 의한 확산면이 도로면에 대해 예각을 형성하는 방향 또는 수직방향 중 어느 한 방향으로 연속 조사되거나, 양 방향으로 크로스되어 연속 조사될 수 있는데, 어느 한 방향으로만 적외선 선형빔이 조사되어도 전방의 장애물을 감지할 수는 있으나 장애물의 높이 및 폭을 모두 감지하기 위해서는 양 방향으로 크로스되어 조사되는 것이 바람직하다.
다음으로 카메라 모듈(120)은 레이저모듈(110)에 의해 조사되는 적외선 선형빔을 포함하여 도로에 형성되는 영상패턴을 촬상소자(121)를 통해 데이터화하여 전송하는 장치로서 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈, 조리개, 셔터, 촬상소자(121)와 같이 공지된 디지털카메라의 기술적 구성이 채용되었으로 공지된 구성요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다. 다만, 본 발명의 카메라모듈(120)은 레이저 모듈(110)의 광원에 따른 촬상소자(121)의 분해능을 높이기 위한 필터(122)를 더 포함할 수 있는데, 필터(122)는 가시광선의 영향을 배제하기 760nm이하의 cut-off 필터로 설계되는 것이 바람직하다.
또한, 카메라모듈(120)과 레이저모듈(110)은 일정한 각도를 이루어 카메라모듈(120)이 레이저모듈(110)이 조사하는 적외선선형빔을 포함하여 운행차량의 전방을 찍을 수 있지만 도 2에 도시된 바와 같이 한 하우징 내에 설치되어 일체형으로 제조될 수도 있으며, 도시하지는 않지만 각각 별도의 하우징을 갖도록 제조되어 차 량에 설치될 수도 있다.
특히, 카메라모듈(120)이 레이저모듈(110)과 일체형 또는 분리형으로 형성되는지 여부와 무관하게 카메라모듈(120)은 차량의 바람의 영향을 최소화할 수 있는 유선형하우징을 갖고, 스텝핑 모터를 구비하여 상하, 좌우 각도를 조정할 수 있어 도로와 필요한 각도를 유지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한 카메라모듈(120)은 차량의 루프를 포함하여 운전차량의 외부 또는 룸미러의 앞에 부착될 수 있는데, 루프에 장착 할 경우에는 자력이 강한 자석을 이용해 탈부착이 가능 하도록 설계될 수도 있다.
다음으로, 영상처리 및 제어모듈(130)은 카메라모듈(120)로부터 전송된 영상데이터를 통해 적외선 선형빔의 도로 스캔결과를 추적하고 처리하여 실시간으로 분석하는 기능을 수행하게 되는데, 영상처리 및 제어모듈(130)에는 안전운전정보제공시스템(100)을 동작시키기 위한 프로그램이 내장되어 레이저모듈(110), 카메라모듈(120), 경고음발생수단(140), 표시수단(150), 온도센서(160)를 포함한 각 구성요소의 기능을 수행하게 제어한다. 따라서, 영상처리 및 제어모듈(130)은 중앙처리장치로서 작용할 수 있는 공지된 구성이 채택될 수 있는데, 별도의 마이크로컴퓨터로 구현될 수도 있고, 네비게이터의 구성요소로 포함되도록 구현될 수도 있다.
또한, 경고음발생수단(140)은 영상처리 및 제어모듈(130)에 의해 전방의 장애물 위험이 있는 것으로 판단되면 경고음이나 음성메시지를 출력하기 위한 장치로서 소리를 발생시키는 공지된 구성을 그대로 채용할 수 있다. 경고음발생수단(140)은 운전자에게 장애물의 존재로 인한 위험을 청각적으로 인식시키기 위한 것이므로 장애물과의 거리가 가까워질수록 그 경고강도가 커지는 것이 바람직하다. 예를 들어 음성메시지를 출력한다면 "전방을 주시하세요", "속도를 낮추세요", "충돌에 주의하세요"의 순서로 경고강도가 커지질 수 있으며 비퍼음을 채용한다면 전방의 장애물과의 거리가 가까워질수록 길고 큰 소리를 내도록 할 수 있다.
표시수단(150)은 영상처리 및 제어모듈(130)이 전방의 장애물 위험이 있는 것으로 판단한 경우, 색깔이나 문자나 영상으로 경고상황을 출력하기 위한 장치로서 공지된 구성의 표시수단을 그대로 채용할 수 있다. 표시수단(150) 또한 운전자에게 장애물의 존재로 인한 위험을 시간적으로 인식시키기 위한 것이므로 장애물과의 거리가 가까워질수록 그 경고강도가 커지는 것이 바람직하다. 예를 들어 장애물과의 거리가 가까워질수록 표시수단(150)에 표시되는 색깔이 녹색, 황색, 적색으로 변화되어 표시될 수 있을 것이다.
이와 같이 경고음발생수단(140) 또는 표시수단(150)의 경고강도는 인지된 전방의 장애물과의 거리가 가까워질수록 커지도록 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 온도센서(160)는 운전차량 외부의 온도를 감지하는 장치로서 공지된 구성의 온도센서를 채용할 수 있는데, 온도센서(160)가 감지된 외부 온도를 영상처리 및 제어모듈(130)이 전송받아 도로면이 결빙상태인지 수막이 형성된 상태인지 판단할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 안전운전정보제공시스템(100)은 크게 도로상의 장애물을 3가지 상태로 인식하게 되는데, 운전차량의 전방에서 운행되는 차량을 포함하여 도로상에 돌출된 장애물과, 도로면에 파여진 구덩이와 같이 도로면을 기준으로 함몰된 장애물과, 도로면은 일정한 평면을 이루지만 기후로 인해 형성된 결빙면 또는 수막 등과 같은 장애물이다.
그 결과, 본 발명의 안전운전정보제공장치(100)는 영상처리 및 제어모듈(130)에 의해 상술된 3가지 형태의 장애물(도로표면의 기하학적 변형 정도 포함)은 모두 도로표면에 조사된 선형빔의 직선도, 동일축 상의 연속성여부 및 선예도(Line sharpness) 등을 분석하여 판단할 수 있으며, 적외선 선형빔의 흡수 및 반사 정도 및 감지된 온도에 따라 도로 표면의 수막 및 결빙구간 여부 판단할 수 있으므로, 본 발명의 안전운전정보제공방법을 구성하는 각 단계가 수행될 수 있다.
즉 영상처리 및 제어모듈(130)은 레이저모듈(110)을 제어하여 운전차량의 전방에 적외선 선형빔을 연속 조사하여 도로를 스캔하는 단계를 수행하면서 동시에 카메라모듈(120)을 구동시켜 도로를 스캔하기 위해 조사되는 적외선 선형빔을 포함하여 도로에 형성되는 영상패턴을 촬상소자를 통해 데이터화하여 영상데이터를 프레임별로 획득하는 단계를 수행하고(도3a 내지 3d참조), 얻어진 영상데이터를 카메라모듈(120)로부터 전송받아 각 프레임별로 분석하여 적외선 선형빔의 직선성 및/또는 연속성을 검출함으로써 장애물 존재 여부를 판단하는 단계를 수행한 다음, 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 경고음발생수단(140) 또는 표시수단(150) 중 어느 하나 또는 모두를 제어하여 운전자가 청각 및/또는 시각으로 인지할 수 있도록 경고하는 단계를 수행할 수 있기 때문이다.
여기서, 영상처리 및 제어모듈(130)은 장애물 존재 여부를 판단하는 단계를 수행하기 위해, 이전 영상프레임의 값과 순차적으로 입력되는 영상프레임의 값을 비교하여 광량변화를 측정하는 단계(함몰된 장애물 감지), 조사된 적외선 선형빔의 반사특성에 나타난 광량을 분석하여 도로면의 상태를 판단하는 단계(도로 결빙 및 수막여부 감지), 또는 장애물에 근접했을 때 중심부와 상대적으로 OFF된 선의 길이를 연산해 장애물의 크기를 판단하는 단계(돌출된 장애물 감지) 중 하나 이상을 수행한다. 특히 도로면의 상태를 판단하는 단계는 온도센서(160)로부터 전송된 온도와 설정된 기준온도(도4의 경우 1℃)보다 낮은지 여부를 비교하여 도로가 결빙된 상태인지 여부를 판단하는 단계가 더 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 레이저모듈(110) 및 카메라모듈(120)에 의해 순차적으로 스캔된 결과가 촬영된 프레임별 영상사진들을 도시한 도3a 내지 도 3d를 참조하여 연속 조사되는 적외선 선형빔을 통해 전방 장애물을 판단할 수 있는 구체적인 일예를 살펴보기로 한다. 도3a 내지 도3d는 본 발명의 안전운전정보제공시스템이 설치된 운전차량의 전방에 다른 차량이 운행되고 있는 경우로서 도3a가 전방 장애물인 다른 차량과 운전차량 사이의 거리가 가장 멀고 도3b, 도3c, 도3d로 갈수록 순차적으로 가까워지는 상태인데, 장애물에 접근함에 따라 조사된 레이저의 선형빔의 반사위치에 있어 불연속성이 발생하여 그 차이 정도가 더욱 크게 나타남을 알 수 있어 전방 장애물의 존재는 물론 거리까지도 감지 가능함을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전운전정보제공시스템의 간략한 동작순서를 나타낸 흐름도인 도4를 참조하면, 본 발명의 안전운전정보제공시스템(100)이 각각 전방 60m, 전방40m, 전방20m 내외를 지향하여 연속 조사되는 3개의 레이저 모듈(110)을 포함하는 경우로서, 3개의 레이저모듈(110)에 따른 안전운전정보제공시스템의 동작흐름을 알 수 있는데, 장애물과의 거리가 가까워질수록 운전자에게 인식되는 청각적 및/또는 시각적 경고강도가 커지는 것을 알 수 있다.
따라서, 도 4를 참조하면 레이저모듈(110)의 포함되는 개수에 따른 본 발명의 안전운전정보제공시스템의 동작순서가 용이하게 유추 가능할 것이다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안전운전정보제공시스템의 구성블록도,
도 2는 도 1에 도시된 안전운전정보제공시스템 중 카메라모듈과 레이저모듈의 일 실시예를 나타낸 구성도,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 레이저모듈 및 카메라모듈에 의해 순차적으로 스캔된 결과가 촬영된 영상사진,
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전운전정보제공시스템의 간략한 동작순서를 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 안전운전정보제공시스템 110 : 레이저모듈
111 : 레이저광원 112 : 집광렌즈
113 : 실린더렌즈 120 : 카메라모듈
121 : 촬상소자 122 : 필터
130 : 영상처리 및 제어모듈 140 : 경고음발생수단
150 : 표시수단 160 : 온도센서

Claims (15)

  1. 운전차량의 전방에 적외선 선형빔을 연속 조사하여 도로를 스캔하는 하나 이상의 레이저모듈;
    상기 레이저모듈에 의해 조사되는 적외선 선형빔을 포함하여 도로에 형성되는 영상패턴을 촬상소자를 통해 데이터화하여 전송하는 카메라모듈; 및
    상기 카메라모듈로부터 전송된 영상데이터를 통해 상기 적외선 선형빔의 도로 스캔결과를 추적하고 처리하여 실시간으로 분석하는 영상처리 및 제어모듈을 포함하는 안전운전정보제공시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적외선 선형빔은 상기 적외선 선형빔에 의한 확산면이 도로면에 대해 예각을 형성하는 방향 또는 수직방향 중 어느 한 방향으로 연속 조사되거나, 양 방향으로 크로스되어 연속 조사되는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상처리 및 제어모듈에 의해 전방의 장애물 위험이 있는 것으로 판단되면 경고음이나 음성메시지를 출력하는 경고음발생수단, 또는 색깔이나 문자나 영 상으로 경고상황을 표시하는 표시수단 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경고음발생수단 또는 표시수단의 경고강도는 상기 전방의 장애물과의 거리가 가까워질수록 커지는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저모듈은 적외선 대역의 레이저광을 조사하는 레이저 광원과, 상기 레이저광원으로부터 조사되는 레이저광을 집광시키는 집광렌즈와, 상기 레이저광을 선형빔으로 조정하는 실린더렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실린더 렌즈의 분산각도는 2-10°인 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라모듈은 상기 레이저모듈의 광원에 따른 촬상소자의 분해능을 높이기 위한 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 필터는 760nm이하의 cut-off 필터로 설계되는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저모듈에 의해 조사되는 하나 이상의 적외선 선형빔은 상기 운전차량 10-100m 전방의 도로상에 미칠 수 있도록 일정 간격으로 조사되는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라모듈과 레이저모듈은 일정한 각도를 이루도록, 한 하우징 내에 설치되거나 별도의 하우징을 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제 공시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라모듈은 바람의 영향을 최소화할 수 있는 유선형하우징을 갖고, 스텝핑 모터를 구비하여 상하, 좌우 각도를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전차량 외부의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상처리 및 제어모듈은 네비게이터의 구성요소로 포함되는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  14. 운전차량의 전방에 적외선 선형빔을 연속 조사하여 도로를 스캔하는 단계;
    상기 도로를 스캔하기 위해 조사되는 적외선 선형빔을 포함하여 도로에 형성되는 영상패턴을 촬상소자를 통해 데이터화하여 영상데이터를 얻는 단계;
    상기 얻어진 영상데이터를 각 프레임별로 분석하여 상기 적외선 선형빔의 연속성을 검출함으로써 장애물 존재 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단에 따라 운전자에게 경고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전운전정보제공시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 적외선 선형빔의 연속성을 검출함으로써 장애물 존재 여부를 판단하는 단계는 이전 영상프레임의 값과 순차적으로 입력되는 영상프레임의 값을 비교하여 광량변화를 측정하는 단계, 조사된 적외선 선형빔의 반사특성에 나타난 광량을 분석하여 도로면의 상태를 판단하는 단계, 또는 장애물에 근접했을 때 중심부와 상대적으로 OFF된 선의 길이를 연산해 장애물의 크기를 판단하는 단계 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 안전운전정보제공시스템.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101435076B1 (ko) * 2013-01-25 2014-08-29 한국표준과학연구원 이동 기기에 구비되는 장애물 감지장치, 감지방법 및 그 감지장치를 갖는 이동 기기
US9168929B2 (en) 2013-03-18 2015-10-27 Hyundai Motor Company System and method for providing vehicle driving information
CN106494351A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 奇瑞汽车股份有限公司 一种车辆内部报警的方法及系统
CN106952363A (zh) * 2017-05-12 2017-07-14 北京聚利科技股份有限公司 行车记录仪

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501360B1 (ko) 2013-07-15 2015-03-18 울산대학교 산학협력단 테일라이트 검출방법에 기반한 다중 차량 추적 시스템
KR20240129822A (ko) 2023-02-21 2024-08-28 목원대학교 산학협력단 스노우베리 잎, 뿌리 추출물을 포함하는 항염 또는 항균용 화장료 조성물
KR20240131511A (ko) 2023-02-23 2024-09-02 목원대학교 산학협력단 블랙아이스 측정을 위한 다파장 편광 라이다 계측기

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4019736B2 (ja) 2002-02-26 2007-12-12 トヨタ自動車株式会社 車両用障害物検出装置
KR20050036179A (ko) * 2003-10-15 2005-04-20 현대자동차주식회사 차량의 전방 감시장치 및 방법
JP2005297651A (ja) 2004-04-08 2005-10-27 Chuo Musen Kk 車両用障害物検出装置
KR20060089350A (ko) * 2005-02-04 2006-08-09 현대자동차주식회사 자동차용 충돌방지시스템 및 그 제어방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101435076B1 (ko) * 2013-01-25 2014-08-29 한국표준과학연구원 이동 기기에 구비되는 장애물 감지장치, 감지방법 및 그 감지장치를 갖는 이동 기기
US9168929B2 (en) 2013-03-18 2015-10-27 Hyundai Motor Company System and method for providing vehicle driving information
CN106494351A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 奇瑞汽车股份有限公司 一种车辆内部报警的方法及系统
CN106952363A (zh) * 2017-05-12 2017-07-14 北京聚利科技股份有限公司 行车记录仪

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