KR20150030789A - 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법 - Google Patents

후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 후방 카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법에 관한 것으로, 기존에 장착되어 있는 초음파 센서와 후방 카메라를 이용하여 운전자의 의도를 파악하고 리프트 게이트를 개방하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 차량 후방 촬영용 후방 카메라, 차량의 후방 범퍼에 장착된 초음파 센서, 동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서로부터 각각 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리 및 분석하여, 사용자의 얼굴 정보, 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보 및 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보 중에서 선택되는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 신호처리부 및 상기 식별정보의 조합으로 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하여 리프트 게이트 개방을 위한 게이트 엑추에이터 제어신호를 출력하는 차체 제어모듈을 포함하는 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템 및 방법을 제공하여, 비용의 증가없이 운전자의 의도를 보다 효과적으로 파악하여 안정성 및 편의성을 향상시킬 수 있게 한다

Description

후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법{Hands free liftgate opening system and method using the rear view camera of a vehicle}
본 발명은 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트 키가 도입된 차량의 운전자가 리프트 게이트 또는 트렁크 도어(이하에서는 '리프트 게이트'로 통칭하기로 함)를 개방할 수 없는 상황에서 후방 카메라 및 초음파 센서를 통해 운전자의 의도를 효과적으로 인지하여 리프트 게이트를 자동으로 개방할 수 있도록 한 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법에 관한 것이다.
특히 본 발명은 센서 모듈을 장착하지 않고 기존의 초음파 센서 및 후방 카메라를 이용하며 알고리즘만을 개선하여 운전자의 의도를 인지하고 리프트 게이트를 자동으로 개방할 수 있도록 함으로써, 시스템의 구성을 간단하게 하고 비용의 증가를 방지할 수 있는 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 리프트 게이트(lift gate) 또는 트렁크 도어(trunk door)는 운전자가 양손에 모두 물건을 들고 있거나 기타 다른 이유 등으로 손을 이용하여 리프트 게이트를 개방하지 못하는 상황에서 차량 내부에 짐을 적재하기 위해서는 우선 들고 있는 물건을 내려놓고 리모트 키나 리프트 게이트의 개폐버튼을 눌러서 리프트 게이트를 개방한 다음 다시 짐을 들어 적재해야 하는 번거로움이 있다.
이러한 불편함을 해소하기 위하여 종래에는 정전 용량식 근접 센서(capacitive occupancy sensor) 또는 움직임 인식 센서(motion recognition sensor) 방식을 사용하여 운전자의 리프트 게이트 개폐 의도를 파악하고 리프트 게이트를 자동으로 개폐할 수 있게 하는 기술들이 개발되고 있다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-0170919호(1998.10.16 등록; 이하 '특허문헌1'이라 약칭함)에는 자동차의 트렁크에 있는 화물을 꺼내거나 적재하기 위해 운전자가 자동차의 소정 거리 이내로 접근하면 자동으로 트렁크 후드가 열리고 소정 시간동안 운전자가 자동차의 소정 인접 거리 내에 없으면 자동으로 트렁크 후드가 닫히도록 한 트렁크 후드자동 개폐 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1에 의하면, 트렁크 후드를 열기 위해 조작부를 통해 키를 선택하면 제1타이머를 통해 전원 공급 회로가 동작되고, 이후 운전자는 자동차 회부의 트렁크 후드 소정의 인접 범위 내에 접근하면 초음파 센서부에서 이를 감지하여 전원 공급 회로에서 모터로 양(+) 전원을 공급하여 모터가 정회전하여 트렁크 후드가 열리게 하고, 반대로 운전자가 트렁크 후드 소정의 인접 범위 밖으로 벗어나면 전원 공급 회로에서 모터로 음(-) 전원을 공급하여 모터가 역회전하여 트렁크 후드가 닫히게 하였다.
또한 미국 등록특허 US2008/0068145호(2008.03.20. 공개; 이하 '특허문헌2'이라 약칭함)에는 차량에 장착된 센서 시스템을 이용하여 운전자의 신체적 움직임을 판단하고, 이에 따라 트렁크 등의 개폐를 수행하는, 센서 조립체를 갖는 모터 차량(원제 : Motor vehicle with a sensor assembly)에 관한 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에 의하면, 스마트키, 센서 조립체, 액티베이션/디액티베이션 장치로 구성되어 차량 근처의 관리영역 내에서의 사용자의 다리 또는 발에 대한 움직임을 감지하여 트렁크 도어를 개방할 수 있게 하였다..
또한 미국 등록특허 US2012/0169880(2012.07.05. 공개 : 이하 '특허문헌3'이라 약칭함)에는 접근제어를 지원할 수 있는 영상 기반 몸짓 인식 시스템 및 방법(원제 : Method and system for video-based gesture recognition to assist in access control)에 관한 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 3에 의하면, 일반적인 출입문에 대한 사용자의 출입을 보조하기 위하여 카메라로 사용자의 제스처를 탐지하여 이에 대응하여 출입문의 개폐를 통제할 수 있게 하였다.
그러나 이러한 종래의 개방 방식은 차량의 후방 범퍼에 센서모듈을 삽입하여야 하므로 부품비용과 개발비용을 증가시키게 되는 단점이 있으며, 또한 통상적으로는 운전자 또는 동승자가 지정된 영역 내에서 다리나 발을 사용하여 특정행위(발을 상하 또는 좌우로 흔드는 행위 등)를 실시해야 하므로 운전자 또는 동승자의 안정성 및 편의성을 감소시키는 결과를 초래하기도 하였다.
KR 10-0170919 B1 1998.10.16 등록 US 2008/0068145 2008.03.20 공개 US 2012/00169880 2012.07.05. 공개
따라서 본 발명은 상기의 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 기존에 장착되어 있는 초음파 센서와 후방 카메라로부터 센서 신호를 획득하고 그 획득된 센서 신호들로부터 스마트 키를 지닌 운전자의 인식, 운전자와 차량 간의 접근 거리, 및 운전자의 움직임에 따른 미리 약속된 몸짓을 식별하여 리프트 게이트를 보다 안정적이면서도 편리하게 자동 개방할 수 있도록 알고리즘을 구현함으로써, 비용의 증가없이 운전자의 의도를 보다 효과적으로 파악하여 안정성 및 편의성을 향상시킬 있는 후방 카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 차량 후방 촬영용 후방 카메라, 차량의 후방 범퍼에 장착된 초음파 센서, 동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서로부터 각각 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리 및 분석하여, 사용자의 얼굴 정보, 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보 및 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보 중에서 선택되는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 신호처리부 및 상기 식별정보의 조합으로 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하여 리프트 게이트 개방을 위한 게이트 엑추에이터 제어신호를 출력하는 차체 제어모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 형태는, 후방 카메라와 초음파 센서 및 신호 처리부를 포함하는 핸즈프리 리프트 게이트 시스템을 구비하고 스마트 키가 채용된 차량에서의 핸즈프리 리프트 게이트 개방방법에 있어서, 스마트키 인증부가 구비된 차체 제어모듈이 인증 가능한 스마트 키가 차량의 소정 거리 이내에 접근하는지의 여부를 무선으로 감지하여 핸즈프리 리프트 게이트 시스템을 웨이크-업시키는 제1단계, 핸즈프리 리프트 게이트 시스템이 신호 처리부 및 후방 카메라와 초음파 센서를 동작 준비 상태로 전환시키고 동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서로부터 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리부를 통해 신호 처리 및 분석하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 확인할 수 있는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 제2단계, 및 핸즈프리 리프트 게이트 시스템에서 검출되는 하나 이상의 식별정보를 차체 제어모듈이 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하고 그 판단 결과로 리프트 게이트 개방을 위한 엑추에이터 제어신호를 출력하여 리프트 게이트를 개방시키는 제3단계를 포함하여 이루어지는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방 제어방법이다.
본 발명에 따르면, 차량에 기 장착된 초음파센서 및 후방카메라를 이용하여, 리프트 게이트를 보다 안정적이면서도 편리하게 자동 개방할 수 있도록 알고리즘을 구현함으로써, 시스템의 구성을 간단하게 하고 비용의증가를 방지하여 추가 비용의 증가없이 운전자의 의도를 보다 효과적으로 파악하여 안정성 및 편의성을 향상시킬 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방방법의 동작 흐름을 예시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에서 후방카메라와 초음파 센서를 통해 획득되는 정보들로부터 사용자의 얼굴을 식별하기 위하여 신호 처리하는 과정을 설명하기 위하여 예시한 참고도이다.
이하, 본 발명에 의한 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템 및 방법의 구성 및 전체적인 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도로서, 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명에 의한 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템은, 차량 후방 촬영용 후방 카메라(31)와 후방 범퍼에 적용된 초음파 센서(32) 및 신호 처리부(33)를 포함하는 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)을 구비하고 스마트 키(10)가 채용된 차량에 적용되어 실시될 수 있으며, 크게 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30), 차체 제어모듈(40), 및 게이트 엑추에이터(50)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)은 후방 카메라(31)와 초음파 센서(32) 및 신호 처리부(33)를 포함하고, 차체 제어모듈(40)과 연결되어 차체 제어모듈(40)에서 제공되는 웨이크-업 신호(Wake-up)에 의해 그 내부의 신호 처리부(33)와 후방 카메라(31)와 초음파 센서(32)를 동작 준비 상태로 구동시키며, 이러한 동작 준비 상태의 후방 카메라(31)와 초음파 센서(32)를 통해 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리부(33)를 통해 신호 처리 및 분석하여 사용자의 리프트 게이트 개방의도를 판단하기 위한 하나 이상의 식별정보(Detection info.)를 검출해낸다. 이때 신호 처리부(33)는 하나 이상의 식별정보로서 스마트 키(10)를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓(제스처) 정보를 검출할 수 있게 프로그램 되는 것이 바람직하며, 이 경우 신호 처리부(33)는 동작 준비 상태의 후방 카메라(31)를 통해 획득된 영상 정보로부터 스마트 키(10)를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 각각 검출하고, 동작 준비 상태의 초음파 센서(32)를 통해 획득된 초음파 정보로부터 스마트 키(10)를 지닌 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보를 산출하게 된다. 이때 신호 처리부(33)에서 검출하는 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보는 미리 약속된 몸짓(제스처)에 관한 영상 정보로서, 예를 들어 사용자의 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 얼굴 제스처에 관한 영상 정보 중의 어느 하나일 수 있으며, 도 3에 예시된 바와 같이 특히 얼굴 영역의 특징 정보(눈, 코, 입 등)에 대한 움직임 벡터를 추적하여 얻을 수 있는 얼굴의 움직임(예를 들면 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 등의 움직임 등)에 관련된 검출정보이다.
차체 제어모듈(40)은 스마트 키(10)(예를 들면 FOB 키)와의 무선 통신을 통해 차량에 기 등록된 스마트 키 인지의 여부를 인증하는 스마트키 인증부(40a)가 탑재되며, 저주파(LF) 통신부(도면에서는 그 도시가 생략됨)를 이용하여 스마트키(10)(예를 들면 fob 키)를 찾을 수 있도록 스마트키와 저주파(Low Frequency; LF) 통신을 수행하고 고주파 통신부(도면에서는 그 도시가 생략됨)를 이용하여 차량의 원격제어를 위한 원격제어신호를 스마트키와 송수신할 수 있도록 직렬 수신 (SRX) 및 고주파(Radio Frequency: RF) 통신을 수행한다.
또한 차체 제어모듈(40)은 스마트키의 인증에 필요한 스마트키 인증 관련 정보, 운전자의 얼굴 정보, 사용자의 미리 정해진 움직임 관련 몸짓 정보, 접근 거리정보의 기준치가 내부 메모리부에 미리 등록되어 저장되는 것이 바람직하다.
이러한 구성의 차체 제어모듈(40)은 스마트키 인증부(40a)를 통해 인증된 스마트 키(10)가 차량의 소정 거리 이내에 접근하는지의 여부를 인식하여 그 인식결과로 웨이크-업 신호(Wake-up)를 발생시켜 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)을 웨이크-업시키며, 그 후 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)의 신호 처리부(33)에서 검출되는 하나 이상의 식별정보(Detection info.)를 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하고, 그 판단 결과로 리프트 게이트 개방을 위한 엑추에이터 제어신호(Actuating command)를 출력한다. 이때 차체 제어모듈(40)은 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)의 신호 처리부(33)에서 검출되는 스마트 키(10)를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단할 수 있게 된다. 즉 초음파 센서(32)를 통해 획득되는 접근 거리 정보로부터 기설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고, 후방 카메라(31)를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기 저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되는 경우, 사용자의 움직임으로부터 검출된 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치되는 것이 확인되면 엑추에이터 제어신호를 출력한다.
또는 필요에 따라 차체 제어모듈(40)은 초음파 센서(32)를 통해 획득되는 접근 거리 정보로부터 기설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고, 후방 카메라(31)를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기 저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되는 경우, 사용자의 몸짓 정보 대신에 영상 정보로부터 운전자가 짐을 들고 있는 것이 확인되면 엑추에이터 제어신호를 출력하도록 프로그램될 수도 있을 것이다.
게이트 엑추에이터(50)는 차체 제어모듈(40)의 엑추에이터 제어신호에 따라 동력을 발생시켜 리프트 게이트를 개방한다.
도 2는 본 발명에 따른 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방방법의 주요 동작 흐름을 예시한 순서도로서, 본 발명에 의한 핸즈프리 리프트 게이트 개방방법은, 후방 카메라(31)와 초음파 센서(32) 및 신호 처리부(33)를 포함하는 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)을 구비하고 스마트 키(10)가 채용된 차량에 적용되어 실시될 수 있으며, 크게 스마트키 인증이 차체 제어모듈(40)에 의해 실시되는 제1단계(S101-S103), 차체 제어모듈(40)의 웨이크업 신호에 의해 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)에서 실시되는 제2단계(S104-S107) 및 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)의 식별정보를 공급받아 차체 제어모듈(40)에 의해 실시되는 제3단계(S108-S111)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
제1단계는 차체 제어모듈(40)의 스마트키 인증부(40a)가 차량 주변에서 스마트 키를 인증되는지를 판단하는 단계(S101), 인증된 스마트 키(10)가 차량의 소정 거리 이내에 접근하는지의 여부를 차체 제어모듈(40)이 판단하는 단계(S102) 및 인증된 스마트 키(10)가 차량의 소정 거리 이내에 접근하는 것이 확인되면 웨이크-업 신호(Wake-up)를 출력하여 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)을 웨이크-업시키는 단계(S103)를 포함하여 이루어진다.
제2단계는 차체 제어모듈(40)이 제공하는 웨이크-업 신호(Wake-up)에 의해 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)이 신호 처리부(33) 및 후방 카메라(31)와 초음파 센서(32)를 동작 준비 상태로 전환시켜, 동작 준비 상태의 초음파 센서(32)로부터 획득되는 초음파 정보를 신호 처리부(33)를 통해 신호 처리 및 분석하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 확인할 수 있는 식별정보를 검출하는 단계(S104,S105), 동작 준비 상태의 후방 카메라(31)로부터 획득되는 영상 정보를 신호 처리부(33)를 통해 신호 처리 및 분석하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 확인할 수 있는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 단계(S106,S107)를 포함하여 이루어진다. 특히 이러한 제2단계에서는, 하나 이상의 식별정보로서, 동작 준비 상태의 후방 카메라(31)를 통해 획득된 영상 정보로부터 스마트 키(10)를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 각각 검출하고, 동작 준비 상태의 초음파 센서(32)를 통해 획득된 초음파 정보로부터 스마트 키(10)를 지닌 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보를 산출한다. 이때 제2단계에서 검출되는 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보는 미리 약속된 몸짓 정보일 수 있으며 예를 들면 사용자의 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 얼굴 제스처에 관한 정보로서, 도 3에 예시된 바와 같이 특히 얼굴 영역의 특징 정보(눈, 코, 입 등)에 대한 움직임 벡터를 추적하여 얻을 수 있는 미리 약속된 얼굴의 움직임(예를 들면 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 등의 움직임 등)에 관한 검출정보이다. 또한 이러한 몸짓 정보는 필요에 따라 사용자의 영상정보로부터 사용자가 짐을 들고 있는 것을 인식하여 얻는 정보일 수 있다.
제3단계는 신호 처리부(33)에서 검출되는 하나 이상의 식별정보(Detection info.)를 차체 제어모듈(40)이 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하는 단계(S108-S110), 그 판단 결과로 리프트 게이트 개방을 위한 엑추에이터 제어신호(actuating command)를 게이트 엑추에이터(50)로 출력하여 리프트 게이트를 개방시키는 단계(S111)를 포함하여 이루어진다. 이러한 제3단계의 판단 단계는, 우선 제2단계에서 검출된 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보가 기설정된 기준치(예를 들면 차량 후방(리프트 게이트 바로 앞)에 사용자가 도착했거나 또는 사용자가 들고 있는 물체가 있음을 인식할 수 있는 거리값) 이내인지를 판단하는 단계(S108), 접근 거리 정보 판단 결과, 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보가 기준치 이내이면(S108의 Y분기) 제2단계에서 검출된 사용자의 얼굴 정보가 기 저장된 운전자의 얼굴정보와 일치하는지를 판단하는 단계(S109), 및 사용자의 얼굴 정보 판단 결과 기 저장된 운전자의 얼굴임이 판단되면(S109의 Y분기) 제2단계에서 검출된 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치하는지(또는 사용자가 짐을 들고 있는 것이 인식되는지)를 판단하는 단계(S110)를 포함하여 이루어진다.
이러한 판단 과정에서 차체 제어모듈(40)은 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)의 초음파 센서(32)를 통해 획득되는 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보로부터 기 설정된 기준치 이내의 후방에 사용자 또는 물체가 있음이 확인되고(S108의 Y분기), 후방 카메라(31)를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되며(S109의 Y분기), 운전자의 움직임에 따른 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치되는 것이 확인되면(S110의 Y분기), 사용자의 리프트 게이트 개방 의도가 있는 것으로 인지하여 리프트 게이트를 개방하기 위한 엑추에이터 제어신호를 게이트 엑추에이터(50)에 출력한다.
또는 차체 제어모듈(40)은 초음파 센서(32)를 통해 획득되는 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보로부터 기 설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고(S108의 Y분기) 후방 카메라(31)를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기저장된 운전자의 얼굴정보가 식별된 경우(S109의 Y분기), 사용자의 영상정보로부터 사용자가 양손에 짐을 들고 있는 것이 확인되었을 경우(도면에는 예시되지 않음) 에도 사용자의 리프트 게이트 개방 의도가 있는 것으로 인지하여 리프트 게이트를 개방하기 위한 엑추에이터 제어신호를 게이트 엑추에이터(50)에 출력한다.
이상과 같이 구성되는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템 및 방법의 동작과 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스마트키 인증부(40a)와 스마트 키(10) 간의 LF 통신을 통해 스마트 키의 인증을 실시(S101)하여, 인증된 스마트 키(10)를 가진 사용자가 차량의 일정 범위 이내로 접근하면(S102의 Y분기), 차체 제어모듈(40)이 이를 인식하여 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)을 웨이크-업(S103) 시키고, 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)은 wake up과 동시에 신호 처리부(33) 및 후방 카메라(31)와 초음파 센서(32)를 동작 준비상태로 전환시킨다.
이와 같이 동작 준비상태로 전환된 후방 카메라(31)는 차량 후방에 위치하는 물체나 사용자에 대한 영상정보를 획득(S104)하고, 초음파 센서(32)는 차량 후방에 위치하는 물체나 사용자에 대한 초음파 정보를 획득(S106)하게 된다.
이어서 핸즈프리 리프트 게이트 시스템(30)은 후방 카메라(31)에서 획득된 차량 후방의 물체나 사용자에 대한 영상 정보 및 초음파 센서(32)에서 획득된 차량 후방의 물체나 사용자에 대한 초음파 정보를 신호 처리부(33)에서 각각 신호 처리 및 분석하여, 초음파 센서(32)에서 획득한 초음파 정보로부터 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보를 검출(S105)해내고, 후방 카메라(31)에서 획득한 영상 정보로부터 사용자의 얼굴 정보 및 몸짓 정보를 각각 검출(S107)해낸다. 이때 신호 처리부(33)는 후방 카메라(31)로부터 획득한 영상 정보로부터 도 3에 예시된 같이 사용자의 얼굴 영역을 발췌하고, 그 발췌된 얼굴 영역의 특징 정보(눈, 코, 입 등)를 추적하여 사용자의 얼굴 정보를 검출해내며, 얼굴 영역의 특징 정보(눈, 코, 입 등)에 대한 움직임 벡터를 추적하여 미리 약속된 얼굴의 움직임(예를 들면 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 등의 움직임 등)에 관한 몸짓 정보를 검출해낼 수 있게 된다.
다음으로 차체 제어모듈(40)은 초음파 센서(32)의 출력으로부터 검출된 접근 거리 정보로 차량 후방에 물체 또는 운전자가 있는지를 확인(S108)하여, 차량 후방에 물체 또는 운전자가 있는 것이 확인되면(S108의 Y분기), 후방 카메라(31)의 영상 정보로부터 검출된 사용자의 얼굴 정보를 기 저장된 운전자의 얼굴 정보와 비교(S109)한다. 이때 얼굴 정보의 비교 결과 차량 후방에서 검출된 사용자의 얼굴 정보가 기 저장된 운전자의 얼굴 정보와 일치하면(S109의 Y분기), 다시 후방 카메라(31)의 영상 정보로부터 검출된 사용자의 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치하는지의 여부를 판단(S110)한다. 이때 몸짓 정보의 일치여부 판단 결과 차량 후방에서 검출된 운전자의 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치하면(S110의 Y분기), 운전자의 리프트 게이트 개방 의도를 인지하여 리프트 게이트를 개방하기 위한 엑추에이터 제어신호를 게이트 엑추에이터(50)에 출력(S111)할 수 있게 된다.
또는 필요에 따라 차체 제어모듈(40)은 상기 얼굴 정보의 비교 결과, 차량 후방에서 검출된 사용자의 얼굴 정보가 기 저장된 운전자의 얼굴 정보와 일치하는 경우(S109의 Y분기), 몸짓 정보 대신에 영상정보로부터 운전자의 손 영역에 대한 영상 정보를 확인하여 손 영역에 물체가 있는지 판단(물건을 들고 있는지 판단)하고, 물체가 있는 경우에도, 즉 초음파 센서로부터 후방에 물체가 있고 영상정보로부터 운전자가 식별되었으며 운전자가 짐을 들고 있음이 확인되는 경우에도 운전자의 리프트 게이트 개방 의도를 인지하여 리프트 게이트를 개방하기 위한 엑추에이터 제어신호를 게이트 엑추에이터(50)에 출력(S111)할 수 있게 된다.
이로써 본 발명은 현재 거의 모든 차량에 기본적으로 장착되어 있는 후방 카메라와 초음파 센서를 사용하여 운전자의 리프트 게이트 개방의도를 인지하므로 별도 센서 모듈 장착이 필요하지 않아 시스템이 간단해지고 비용 감소 효과를 얻을 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 스마트 키 30 : 핸즈프리 리프트 게이트 시스템
31 : 후방 카메라 32 : 초음파 센서
33 : 신호 처리부 40 : 차체 제어모듈
40a : 스마트키 인증부 50 : 게이트 엑추에이터

Claims (15)

  1. 스마트 키가 채용된 차량에서의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템에 있어서,
    차량 후방 촬영용 후방 카메라;
    차량의 후방 범퍼에 장착된 초음파 센서;
    동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서로부터 각각 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리 및 분석하여, 사용자의 얼굴 정보, 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보 및 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보 중에서 선택되는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 신호처리부; 및
    상기 식별정보의 조합으로 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하여 리프트 게이트 개방을 위한 게이트 엑추에이터 제어신호를 출력하는 차체 제어모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  2. 스마트 키가 채용된 차량에서의 핸즈프리 리프트 게이트 개방시스템에 있어서,
    차체 제어모듈에서 제공되는 웨이크-업 신호에 의해 상기 후방 카메라와 초음파 센서를 동작 준비 상태로 구동시키며, 상기 동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서를 통해 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리부를 통해 신호 처리 및 분석하여 하나 이상의 식별정보를 검출하는 핸즈프리 리프트 게이트 시스템;
    스마트 키와의 무선 통신을 통해 인증된 스마트 키가 차량의 소정 거리 이내에 접근하는지의 여부를 인식하여 그 인식결과로 핸즈프리 리프트 게이트 시스템을 웨이크-업시키며, 상기 핸즈프리 리프트 게이트 시스템에서 검출되는 하나 이상의 식별정보를 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하고, 그 판단 결과로 리프트 게이트 개방을 위한 엑추에이터 제어신호를 출력하는 차체 제어모듈; 및
    상기 차체 제어모듈의 엑추에이터 제어신호에 따라 동력을 발생시켜 리프트 게이트를 개방하는 게이트 엑추에이터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 핸즈프리 리프트 게이트 시스템은,
    하나 이상의 식별정보로서 스마트 키를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓(제스처)정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 핸즈프리 리프트 게이트 시스템은,
    동작 준비 상태의 후방 카메라를 통해 획득된 영상 정보로부터 스마트 키를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 각각 검출하고,
    동작 준비 상태의 초음파 센서를 통해 획득된 초음파 정보로부터 스마트 키를 지닌 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  5. 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 처리부에서 검출하는 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보는,
    사용자의 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 얼굴 제스처에 관한 영상 정보인 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  6. 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차체 제어모듈은,
    상기 핸즈프리 리프트 게이트 시스템에서 검출되는 스마트 키를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 차체 제어모듈은,
    상기 초음파 센서를 통해 획득되는 접근 거리 정보로부터 기설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고, 상기 후방 카메라를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기 저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되며, 사용자의 움직임으로부터 검출된 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치되는 것이 확인되면 엑추에이터 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 차체 제어모듈은,
    상기 초음파 센서를 통해 획득되는 접근 거리 정보로부터 기설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고, 상기 후방 카메라를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기 저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되며, 영상 정보로부터 운전자가 짐을 들고 있는 것이 확인되면 엑추에이터 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방시스템.
  9. 스마트 키가 채용된 차량에서의 핸즈프리 리프트 게이트 개방방법에 있어서,
    동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서로부터 각각 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리 및 분석하는 단계;
    사용자의 얼굴 정보, 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보 및 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보 중에서 선택되는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 단계;
    상기 식별정보의 조합으로 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하는 단계; 및
    상기 판단단계의 결과로 리프트 게이트 개방을 위한 엑추에이터 제어신호를 출력하여 리프트 게이트를 개방시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
  10. 스마트 키가 채용된 차량에서의 핸즈프리 리프트 게이트 개방방법에 있어서,
    (a) 스마트키 인증부가 구비된 차체 제어모듈이 인증 가능한 스마트 키가 차량의 소정 거리 이내에 접근하는지의 여부를 무선으로 감지하여 핸즈프리 리프트 게이트 시스템을 웨이크-업시키는 제1단계;
    (b) 상기 핸즈프리 리프트 게이트 시스템이 신호 처리부 및 후방 카메라와 초음파 센서를 동작 준비 상태로 전환시키고, 동작 준비 상태의 후방 카메라와 초음파 센서로부터 획득되는 영상 정보와 초음파 정보를 신호 처리부를 통해 신호 처리 및 분석하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 확인할 수 있는 하나 이상의 식별정보를 검출하는 제2단계; 및
    (c) 상기 핸즈프리 리프트 게이트 시스템에서 검출되는 하나 이상의 식별정보를 차체 제어모듈이 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하고, 그 판단 결과로 리프트 게이트 개방을 위한 엑추에이터 제어신호를 출력하여 리프트 게이트를 개방시키는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2단계는,
    하나 이상의 식별정보로서, 동작 준비 상태의 후방 카메라를 통해 획득된 영상 정보로부터 스마트 키를 지닌 사용자의 얼굴 정보, 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 각각 검출하고, 동작 준비 상태의 초음파 센서를 통해 획득된 초음파 정보로부터 스마트 키를 지닌 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2단계에서 검출되는 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보는,
    사용자의 얼굴을 상하 또는 좌우로 흔드는 얼굴 제스처에 관한 식별정보인 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 제2단계에서 검출되는 사용자의 얼굴 정보, 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보, 및 사용자의 움직임에 따른 몸짓 정보를 조합하여 사용자의 리프트 게이트 개방 의도를 판단하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 초음파 센서를 통해 획득되는 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보로부터 기 설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고, 상기 후방 카메라를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되며, 운전자의 움직임에 따른 몸짓 정보가 미리 약속된 몸짓 정보와 일치되는 것이 확인되면 엑추에이터 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 초음파 센서를 통해 획득되는 사용자와 차량 간의 접근 거리 정보로부터 기 설정된 기준치 이내의 후방에 물체가 있음이 확인되고, 상기 후방 카메라를 통해 획득되는 사용자의 얼굴 정보로부터 기저장된 운전자의 얼굴정보가 식별되며, 사용자의 영상정보로부터 짐을 들고 있는 것이 확인되면 엑추에이터 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 후방카메라를 이용한 차량의 핸즈프리 리프트게이트 개방방법.
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