KR20150009700A - 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것으로, 적외선 패턴 조명을 이용하여 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치는 제1 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제1 적외선 패턴 조명, 제2 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제2 적외선 패턴 조명, 영상 인식을 위한 적외선 신호를 송수신하는 적외선 카메라, 상기 패턴들 중 적어도 하나의 패턴에 동기화되어 상기 카메라 및 상기 조명들을 이용하여 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 획득한 영상에 포함된 오브젝트 및 오브젝트의 깊이를 인식하는 영상 인식부를 포함하여 구성된다.

Description

적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치{Vehicle Controlling Method Using IR Camera and Apparatus therefor}
본 발명은 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것으로, 적외선 패턴 조명을 이용하여 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
운전자 상태 모니터링 시스템(Driver Status Monitoring)은 적외선 조명과 적외선 카메라를 이용하여, 눈을 감고 있는 시간이 일정 시간을 초과하는 경우나 이로 인해서 전/후/측면 방향의 물체와 충돌의 위험이 검출되는 경우 경보를 발생하여 교통사고를 예방하고자 하는 것이다.
모션 트래킹(Motion Tracking) 시스템은 3차원 현실 공간에서의 물체를 인식할 필요가 있을 때 사용하는 것으로, 일정한 패턴이 물체 표면에 맺혀서 변형이 되고, 그 변형량을 알고리즘을 통해서 계산 깊이 맵(depth map)을 실시간으로 작성하고, 이와 같이 작성된 깊이 맵을 이용하여 물체의 모션을 추적하는 것이다.
그러나, 이와 같은 시스템들은 2D 화면의 물체 윤곽이나 패턴 정보에 기반하여 영상을 분리 인식하는 것으로, 2D 화면은 물체까지의 정확한 거리 정보를 구할 수 없어 정교한 동작 인식의 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적외선 패턴 조명 및 적외선 카메라를 이용하여 3D 타입의 운전자의 제스처를 인식하여 차량 내부의 오디오나 변속기 등의 설정을 변경함과 동시에 운전자의 상태를 파악하여 경보를 출력하는 차량 제어 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치는 제1 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제1 적외선 패턴 조명, 제2 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제2 적외선 패턴 조명, 영상 인식을 위한 적외선 신호를 송수신하는 적외선 카메라, 상기 패턴들 중 적어도 하나의 패턴에 동기화되어 상기 카메라 및 상기 조명들을 이용하여 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 획득한 영상에 포함된 오브젝트 및 오브젝트의 깊이를 인식하는 영상 인식부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 적외선 패턴 조명 및 적외선 카메라를 활용하여 하드웨어의 추가 없이 오브젝트의 3D 깊이를 파악할 수가 있다.
또한, 적외선 패턴 조명 및 적외선 카메라를 활용하여 오브젝트의 인식뿐 아니라 오브젝트의 3D 깊이를 동시에 파악할 수가 있다. 이로 인해 차량의 상태, 운전자 등의 상태에 따라 경보 신호를 제공함과 동시에 운전자의 제스처 명령을 인식하여 차량의 상태 파라미터를 변경할 수 있는 휴먼 인터페이스를 제공해 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 카메라의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 카메라 및 적외선 패턴 프로젝션 조명을 이용하여 획득한 영상을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 패턴 프로젝션 조명을 이용한 영상 합성 과정을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 패턴 프로젝션 조명의 패턴 형태를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 카메라 및 좌, 우측 패턴 조명을 이용한 차량 제어를 수행하기 위한 시스템을 도시한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 카메라의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 카메라 및 적외선 패턴 프로젝션 조명을 이용하여 획득한 영상을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 적외선을 이용하여 주변 영상을 획득하는 적외선 카메라(10), 상기 획득한 주변 영상에 좌측 패턴, 우측 패턴 층을 투사하는 적외선 패턴 프로젝션 조명(20a, 20b)을 포함하여 구성된다.
제1 적외선 패턴 조명(20a)은 제1 패턴의 적외선 신호를 송출한다.
제2 적외선 패턴 조명(20b)은 제2 패턴의 적외선 신호를 송출한다.
영상 획득부(300)는 상기 패턴들 중 적어도 하나의 패턴에 동기화되어 상기 카메라(10) 및 상기 조명들(20a, 20b)을 이용하여 영상을 획득한다.
영상 인식부(400)는 상기 획득한 영상에 포함된 오브젝트 및 오브젝트의 깊이를 인식한다.
도 2a는 상기 적외선 카메라(10)를 이용하여 획득한 영상의 예를 도시한 것이고, 도 2b는 획득한 영상에 좌측/우측 패턴 층을 투사하여 획득한 영상의 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 패턴 프로젝션 조명을 이용한 영상 합성 과정을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 적외선 카메라(10) 좌, 우측의 조명의 패턴을 서로 달리하여 투사하고, 좌우 모두 점등 시 패턴이 중첩되어 패턴이 사라진다. 이러한 패턴 점등과 모두 점등을 순차적으로 반복하며, 패턴 점등 시에는 패턴의 변형을 알고리즘 계산, 운전자의 3차원 깊이를 인식하고, 모두 점등 시에는 기존과 동일하게 운전자 상태를 인식한다.
이와 같이 적외선 카메라의 좌, 우측의 패턴 조명을 이용하여 종래의 하드웨어로 3D 깊이를 측정할 수 있는 것이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 적외선 패턴 프로젝션 조명의 패턴 형태를 도시한 그래프이다.
도 4a를 참조하면, 좌측 패턴 점등은 연속적인 웨이브 형태로 투사된다. 도 4b를 참조하면, 우측 패턴 점등은 펄스 폭 변조 형태로 투사된다. 적외선 카메라를 이용한 영상 취득은 우측 패턴 조명의 패턴 온/오프와 동기화되어 실시하도록 한다.
이와 같이 상기 투사된 패턴 및 적외선 카메라를 이용한 영상으로부터 깊이를 인식하며, 운전자의 얼굴을 동시에 인식하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 카메라 및 좌, 우측 패턴 조명을 이용한 차량 제어를 수행하기 위한 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 제어 장치는 제1 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제1 적외선 패턴 조명(20a), 제2 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제2 적외선 패턴 조명(20b), 영상 인식을 위한 적외선 신호를 송수신하는 적외선 카메라(10), 상기 패턴들 중 적어도 하나의 패턴에 동기화되어 상기 카메라 및 상기 조명들을 이용하여 영상을 획득하는 영상 획득부(300), 상기 획득한 영상에 포함된 오브젝트 및 오브젝트의 깊이를 인식하는 영상 인식부(400)를 포함하여 구성된다.
제1 적외선 패턴 조명(20a)은 연속적인 웨이브 패턴의 제1 패턴으로 송출한다.
제2 적외선 패턴 조명(20b)은 펄스 폭 형태로 온/오프되는 제2 패턴으로 송출한다.
상기 영상 획득부(300)는 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 모두 점등되었을 때 상기 오브젝트를 인식한다. 따라서, 오브젝트에 해당되는 운전자의 상태를 인식하며, 이 상태에 따라 경보 신호 출력부(미도시)는 경보 신호를 출력한다. 상기 경보 신호는 예를 들어 운전자가 졸고 있다고 판단될 때, 졸음에서 깰 수 있도록 또는 차량 전방의 위험을 알릴 수 있도록 경보 신호를 출력한다.
바람직하게, 상기 제1 패턴, 상기 제2 패턴, 상기 모두 점등은 순차적으로 반복된다.
상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 서로 다를 때 상기 오브젝트의 깊이를 인식한다. 따라서, 오브젝트에 해당되는 운전자가 취하는 제스처를 3D 차원으로 인식 가능하고, 제어기(100)는 이 제스처가 명령하는 예를 들어, 라디오를 켜거나, 기 설정된 번호로 전화를 걸거나, 비상 등을 켜는 등의 특정 기능을 수행하는 것이 가능해진다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
100 : 제어기
200a : 좌측 적외선 패턴 조명
200b : 우측 적외선 패턴 조명
300 : 영상 획득부
400 : 영상 인식부

Claims (12)

  1. 제1 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제1 적외선 패턴 조명;
    제2 패턴의 적외선 신호를 송출하는 제2 적외선 패턴 조명;
    영상 인식을 위한 적외선 신호를 송수신하는 적외선 카메라;
    상기 패턴들 중 적어도 하나의 패턴에 동기화되어 상기 카메라 및 상기 조명들을 이용하여 영상을 획득하는 영상 획득부; 및
    상기 획득한 영상에 포함된 오브젝트 및 오브젝트의 깊이를 인식하는 영상 인식부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 패턴은 연속적인 웨이브 형태로 송출되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 패턴은 펄스 폭 형태로 온/오프되어 송출되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 모두 점등되었을 때 상기 오브젝트를 인식하는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 패턴, 상기 제2 패턴, 상기 모두 점등은 순차적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 서로 다를 때 상기 오브젝트의 깊이를 인식하는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인식한 오브젝트의 상태에 따라 경보 신호를 생성하는 경보 신호 생성부;
    상기 인식한 오브젝트의 깊이에 따라 차량의 제어 파라미터를 변경하는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  8. 제1 패턴의 적외선 조명 신호 및 제2 패턴의 적외선 조명 신호, 영상 인식을 위한 적외선 신호를 생성하는 단계;
    상기 패턴들 중 적어도 하나의 패턴에 동기화되어 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득한 영상에 포함된 오브젝트 및 오브젝트의 깊이를 인식하는 단계;
    상기 인식한 오브젝트 및 오브젝트의 깊이에 근거하여 차량의 제어 파라미터를 변경하거나 경보 신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 패턴은 연속적인 웨이브 형태로 생성되어 송출되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 패턴은 펄스 폭 형태로 생성되어 송출되는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 모두 점등되었을 때 상기 오브젝트를 인식하는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴이 서로 다를 때 상기 오브젝트의 깊이를 인식하는 것을 특징으로 하는 적외선 카메라를 이용한 차량 제어 방법.
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