KR20140120650A - 차량용 제스처 인식 시스템 및 방법 - Google Patents

차량용 제스처 인식 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량용 제스처 인식 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예는, 조도확인을 위한 영상으로부터 조도를 확인하여 영상획득부를 제어하고, 사용자가 입력한 제스처에 대한 제스처 영상으로부터 제스처를 인식하여 차량내 장치를 제어할 수 있다.

Description

차량용 제스처 인식 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR RECOGNIZING GESTURE IN VEHICLE}
본 발명은 차량용 제스처 인식 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차량에는 차량 바디에 마련된 각종 장치와 멀티미디어 기기 등을 탑승자의 의도에 따라 조정할 수 있도록 하는 입력수단이 제공된다. 이러한 입력수단은 차량의 데크의 소정부에 마련되는 각종 버튼이나 또는 터치방식의 디스플레이(터치스크린)일 수 있다.
일반적으로, 운전자가 특정 기능을 설정하기 위한 버튼을 입력하거나 터치입력을 하면, 차량 내의 전자제어장치(Electronic Control Unit; ECU)에 의해 조작된 버튼에 상응하는 제어 동작이 실행되어 탑승자의 의도대로 차량에 마련된 구성이 동작한다.
그러나, 이러한 하드웨어 또는 소프트웨어 방식의 입력은 탑승자가 소정 지점을 접촉하여야 하므로, 운전자의 집중력이 분산되어 안전상 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 운전자를 포함한 탑승자가 운전중에도 안전하게 차량 환경을 조정할 수 있도록 간단하게 명령을 입력하게 하는 사용자 인터페이스(User Interface; UI)의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 이중 하나로써 제스처 UI에 대한 개발이 진행되고 있다.
제스처 UI는 사용자의 신체부위를 움직여 차량의 동작을 제어하기 위한 것으로서, ECU는 탑승자의 제스처를 인식하여 차량의 소정 장치를 제어하게 된다.
그러나, 주/야간 또는 다양한 조명조건에 따라 제스처의 인식이 불가능한 경우에는, ECU는 정상적인 작동이 불가능하여 탑승자의 불편을 가중하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 차량내 조명환경을 파악하고, 환경에 따라 센서부를 선택적으로 결정하여, 정확하게 제스처를 인식하는 차량용 제스처 인식 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 차량용 제스처 인식 시스템은, 조도확인을 위한 영상 및 제스처 영상을 획득하는 영상획득부; 복수의 제스처 패턴을 저장하는 저장부; 및 조도확인을 위한 영상으로부터 조도를 확인하여 상기 영상획득부를 제어하고, 사용자가 입력한 제스처에 대한 상기 제스처 영상으로부터 제스처를 인식하여 차량내 장치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 영상획득부는, 가시선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제1센서부; 및 적외선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제2센서부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1센서부 및 상기 제2센서부는, 별개의 소자일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1센서부 및 상기 제2센서부는, 동일 소자에 하이브리드 형식으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1센서부로부터 조도확인을 위한 영상을 수신하여, 조도확인을 위한 영상으로부터 차량내 조도가 소정 조도 이하인지(저조도) 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 저조도인 것을 판단한 경우, 상기 제2센서부로 스위칭할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제스처 영상은, 상기 제2센서부에 의해 획득될 수 있다.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 차량용 제스처 인식 방법은, 가시광에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제1센서부와 적외선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제2센서부 중 적어도 어느 하나로부터, 조도확인을 위한 영상을 수신하는 단계; 상기 조도확인을 위한 영상으로부터, 차량내 조도를 확인하는 단계; 차량내 조도에 따라 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부를 스위칭하는 단계; 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부로부터 제스처 영상을 수신하는 단계; 및 제스처를 인식하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부를 스위칭하는 단계는, 저조도인 경우, 상기 제2센서부로부터 제스처 영상을 수신하도록 스위칭하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부를 스위칭하는 단계는, 정상조도인 경우, 상기 제1센서부로부터 제스처 영상을 수신하도록 스위칭하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 차량내 조도를 확인하는 단계는, 상기 조도확인을 위한 영상의 RGB 픽셀값의 평균이 소정 값 이하인 경우, 저조도인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 저장된 제스처 패턴으로부터, 제스처 영상에 해당하는 제스처를 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
저조도 환경에서 IR 이미지센서를 포함하는 제2센서부로부터 제스처 영상을 수신함으로써, 어두운 환경에서도 제스처 인식을 정확하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 차량용 제스처 인식 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 영상획득부의 상세 구성도이다.
도 3은 차량에서 영상획득부가 배치되는 방식을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 제스처 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제어부가 조도를 확인하여 센서를 스위칭하는 방식을 예를 들어 설명하기 위한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 차량용 제스처 인식 시스템의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 시스템은, 영상획득부(10), 제어부(20) 및 저장부(30)를 포함하며, 제어부(20)의 제어에 의해, 출력부(40), 멀티미디어부(50) 및 공조부(60) 등이 제어될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 설명에서 사용하는 제스처(gesture)는, 보통 사용자의 손동작을 의미하는 것이지만, 그 외의 동작을 인식하는 것도 가능하다. 예를 들어, 사용자가 고개를 끄덕거리거나 좌우로 흔드는 등의 머리동작을 인식할 수도 있으며, 발동작을 인식할 수도 있다.
출력부(40)는, 차량용 네비게이션(navigation), 헤드업 디스플레이(Head-Up Display; HUD) 등일 수 있으며, 멀티미디어부(50)는 라디오 또는 오디오 등일 수 있다. 또한, 공조부(60)는 에어컨디셔너(Air Conditioner), 윈도우 및 미러 등을 포함할 수 있다. 이러한 차량 내 장치는, 본 발명에서 설명하는 것에 한정하는 것이 아니며, 제어부(20)의 제어에 의해 동작할 수 있는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
영상획득부(10)는 조명상황 결정을 위한 영상(조도확인을 위한 영상)과 사용자의 제스처에 대한 영상(제스처 영상)을 획득할 수 있다. 영상획득부(10)는, 예를 들어 영상센서일 수 있다.
도 2는 도 1의 영상획득부의 상세 구성도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 영상획득부는, 제1센서부(11) 및 제2센서부(12)를 포함할 수 있다.
제1센서부(11)는 가시선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하고, 제2센서부(12)는 적외선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1센서부(11)는 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD) 이미지센서 또는 상보형금속산화반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 이미지센서 등의 컬러 이미지센서일 수 있으며, 제2센서부(12)는 적외선(InfraRed; IR) 이미지센서일 수 있다.
도 2에서는 제1센서부(11)와 제2센서부(12)가 별개의 소자로 구현되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 동일한 소자에 하이브리드 형식으로 구현될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 컬러 이미지센서의 R, Gr, Gb, B의 어레이에서 Gr 또는 Gb 어레이가 IR 성분을 획득하도록 변경된 R, G, B, IR의 어레이의 하이브리드 이미지센서일 수도 있다.
또한, 도 1에서는, 하나의 영상획득부(10)가 존재하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 사용자 제스처의 영상획득의 정확성을 높이기 위해, 복수의 영상획득부(10)가 포함될 수도 있다.
본 발명의 일실시예의 영상획득부(10)는, 사용자의 제스처 인식이 용이하도록, 차량의 천정에 배치될 수 있다.
도 3은 차량에서 영상획득부가 배치되는 방식을 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 영상획득부는, 차량의 천정에 배치되어, 사용자의 제스처를 인식하는 것이다. 도 3에서는 2개의 영상획득부(10)가 배치되는 일예를 설명하겠으나, 본 발명의 일실시예가 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
도 1의 제어부(20)는 영상획득부(10)가 획득한 영상에서, 조명상황을 파악하여, 제1센서부(11)와 제2센서부(12) 중 어느 하나로부터 영상을 수신할 것인지 결정하고, 해당 센서부로부터 영상을 수신하여 제스처를 인식한다. 이후, 제어부(20)는 저장부(30)에 저장된 복수의 제스처 패턴에서, 사용자가 수행한 제스처에 해당하는 제어명령에 따라 출력부(50), 멀티미디어부(60) 또는 공조부(60) 등을 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 제어부(20)는, 예를 들어, ECU일 수 있다.
저장부(30)는 설정에 의해, 복수의 제스처 패턴을 미리 저장할 수 있다. 사용자는 차량내 디스플레이부(도시되지 않음)를 이용하여, 본인이 원하는 제스처 패턴을 선택하여 저장할 수 있다.
이하, 제어부(20)의 동작을 도면을 참조로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 제스처 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어부(20)는, 영상획득부(10)의 제1센서부(11)로부터 영상(조도확인을 위한 영상)을 수신하여(S41), 수신한 영상을 이용하여 차량내 조명상황을 파악할 수 있다(S42).
제어부(20)는 수신한 영상에서 조명상황을 파악하는데, 예를 들어, 주간, 소정 조도 이하의 주간, 야간, 터널진입 등을 결정할 수 있다. 즉, 조명상황의 판단이란, 조도가 일정 조도 이하인 것을 파악하는 것이다. 이때, 제어부(20)는, 영상의 RGB 픽셀값의 평균이 소정 값 이하인 경우, 저조도인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(20)는, 제1센서부(11)로부터 수신한 영상으로부터, 저조도인 것으로 판단된 경우에는(S43), 제1센서부(11)에서 제2센서부(12)로 스위칭할 수 있다(S44). 만약, 저조도인 것으로 판단되지 전 않는 경우에는(S43), 제2센서부(12)로 스위칭하지 않고, S45로 진행할 수 있다. 다만, 본 발명의 제어부(20)의 동작은 이에 한정되는 것은 아니며, 제2실시예로, 제어부(20)는 제2센서부(12)로부터 영상을 수신하여, 저조도인 것으로 판단된 경우에는 제2센서부(12)가 계속하여 영상을 수신할 수도 있 또는 제3실시예로서, 제어부(20)는 제1센서부(11) 및 제2센서부(12)로부토 모두 영상을 수신하여, 조명상황을 분석한 후, 어느 하나의 저조도인 경우에는 제2센서부(12)로 스위칭하고, 정상조도인 경우에는 제1센서부(11)로 스위칭할 수도 있을 것이다.
이와 같은 상황에서, 사용자가 제스처를 입력하는 경우(S45), 제어부(20)는 제1센서부(11) 또는 제2센서부(12)로부터 제스처 영상을 수신할 수 있다. 즉, 저조도인 것으로 판단된 경우에는 제2센서부(12)로부터, 저조도인 것으로 판단되지 않은 경우에는 제1센서부(11)로부터 제스처 영상을 수신할 수 있다(S46).
제어부(20)는 저장부(30)에 저장된 제스처 패턴으로부터, 제스처 영상에 해당하는 제스처를 비교하여 제스처를 인식하고(S47), 해당 제스처에 따라 차량내 장치(출력부(40), 멀티미디어부(50) 또는 공조부(60) 등)을 제어할 수 있다(S48).
제어부(20)는 소정 주기마다 S41(제1센서부(11)로부터 영상수신) 및 S42(조명상황 파악)를 수행하여, 변화하는 조명상황에 따라 센서부의 스위칭이 가능하다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 저조도 환경에서 IR 이미지센서를 포함하는 제2센서부(12)로부터 제스처 영상을 수신함으로써, 조명상황에 강인한 시스템을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어부(20)는, 영상 획득부(10)의 제1센서부(11) 또는 제2센서부(12)로부터 조도확인을 위한 영상을 수신하고(S51), 이 조도확인을 위한 영상으로부터 조도를 확인하여(S52), 제1센서부(11) 또는 제2센서부(12)가 제스처 영상을 수신하도록 스위칭하고(S53), 이 스위칭 신호를 영상 획득부(10)에 전송할 수 있다(S53). 이후, 제어부(20)는, 스위칭한 센서부로부터 수신한 제스처 영상에서 제스처가 감지되면(S54), 해당 제스처를 인식하여(S55), 출력부(40), 멀티미디어부(50) 또는 공조부(60) 등을 제어할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제어부가 조도를 확인하여 센서를 스위칭하는 방식을 예를 들어 설명하기 위한 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어부(20)는, 낮(A)인 경우, 즉, 정상조도인 경우에는 제1센서부(11)가 제스처 영상을 수신하도록 스위칭할 수 있다. 또한, 제어부(20)는, 흐린 낮(B)이거나, 밤(C)이거나 또는 터널 내부(D)와 같이 저조도인 경우에는, 제2센서부(12)가 제스처 영상을 수신하도록 스위칭할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 조도에 따라 센서부를 스위칭하여, 정확한 제스처 영상을 수신하게 할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 영상획득부 11, 12: 센서부
20: 제어부 30: 저장부
40: 출력부 50: 멀티미디어부
60: 공조부

Claims (12)

  1. 조도확인을 위한 영상 및 제스처 영상을 획득하는 영상획득부;
    복수의 제스처 패턴을 저장하는 저장부; 및
    조도확인을 위한 영상으로부터 조도를 확인하여 상기 영상획득부를 제어하고, 사용자가 입력한 제스처에 대한 상기 제스처 영상으로부터 제스처를 인식하여 차량내 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 제스처 인식 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영상획득부는,
    가시선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제1센서부; 및
    적외선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제2센서부를 포함하는 차량용 제스처 인식 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1센서부 및 상기 제2센서부는,
    별개의 소자인 차량용 제스처 인식 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1센서부 및 상기 제2센서부는,
    동일 소자에 하이브리드 형식으로 구현되는 차량용 제스처 인식 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1센서부로부터 조도확인을 위한 영상을 수신하여, 조도확인을 위한 영상으로부터 차량내 조도가 소정 조도 이하인지(저조도) 여부를 판단하는 차량용 제스처 인식 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    저조도인 것을 판단한 경우, 상기 제2센서부로 스위칭하는 차량용 제스처 인식 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제스처 영상은, 상기 제2센서부에 의해 획득되는 차량용 제스처 인식 시스템.
  8. 가시광에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제1센서부와 적외선에 의해 전달되는 영상정보를 전기신호로 변환하는 제2센서부 중 적어도 어느 하나로부터, 조도확인을 위한 영상을 수신하는 단계;
    상기 조도확인을 위한 영상으로부터, 차량내 조도를 확인하는 단계;
    차량내 조도에 따라 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부를 스위칭하는 단계;
    상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부로부터 제스처 영상을 수신하는 단계; 및
    제스처를 인식하는 단계를 포함하는 차량용 제스처 인식 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부를 스위칭하는 단계는,
    저조도인 경우, 상기 제2센서부로부터 제스처 영상을 수신하도록 스위칭하는 차량용 제스처 인식 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부를 스위칭하는 단계는,
    정상조도인 경우, 상기 제1센서부로부터 제스처 영상을 수신하도록 스위칭하는 차량용 제스처 인식 방법.
  11. 제8항에 있어서, 차량내 조도를 확인하는 단계는,
    상기 조도확인을 위한 영상의 RGB 픽셀값의 평균이 소정 값 이하인 경우, 저조도인 것으로 판단하는 차량용 제스처 인식 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    저장된 제스처 패턴으로부터, 제스처 영상에 해당하는 제스처를 비교하는 단계를 더 포함하는 차량용 제스처 인식 방법.
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