KR20150047279A - 기울기 정보를 이용한 헤드램프 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기울기 정보를 이용한 헤드램프 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 차량에 장착된 카메라 및 기울기 감지 센서를 이용하여 차량의 헤드램프를 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 데이터 수집부, 데이터 수집부에서 획득한 차체기울기 및 영상정보를 기초로 하여 차량 주변의 광원을 검출하는 광원 인식부 및 검출된 광원에 따라 차량의 헤드램프를 제어하는 헤드램프 제어부를 포함한다.

Description

기울기 정보를 이용한 헤드램프 제어장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HEADLAMP CONTROL SYSTEM}
본 발명은 기울기 정보를 이용한 헤드램프 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 차량에 장착된 카메라 및 기울기 감지 센서를 이용하여 차량의 헤드램프를 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
오늘날 자동차에는 20여종 이상의 많은 등화장치가 사용되고 있다. 자동차의 등화장치는 과거 이동교통 수단이었던 말이 끄는 마차의 촛불이나 석유램프에서 유래하였다. 이후, 백열전구, 텅스텐 할로겐 전구, 가스 방전식 전구, 발광소자(LED)와 같은 자동차용 전구의 개발에 따라 그 성능은 과거에 비해 크게 발전하였다.
이러한 자동차 조명은 용도와 역할에 따라 조명용과 신호용 등으로 사용된다. 신호용 등화장치는 자동차의 움직임 또는 위치에 대한 정보를 상대차량 운전자 또는 도로 사용자에게 알리기 위해 설치된 등화장치이며, 이러한 기능을 하는 등화장치로는 후미등, 제동등, 방향지시등, 주간 주행등, 번호등, 차폭등, 반사기 등이 있다.
여기서, 방향 지시등이란 차량의 방향을 바꿀 때나 다른 차량에게 일시적 위험 상태임을 신호하기 위해 단속적으로 빛을 내는 발광 장치이며, 차폭등이란 차량 폭의 경계를 표시하는 색깔이 있는 등을 의미한다.
또한, 조명용 등화장치는 어두운 밤에 주행할 때 앞을 밝게 비추기 위해 설계된 등화장치를 의미하여, 이러한 기능을 하는 등화장치로는 전조등과 앞면 안개등이 있다.
이러한 등화장치의 작동에 따라 운전자가 주, 야간 자동차의 위치, 브레이크 작동상태, 진행방향에 대한 정보 등을 인지함으로 등화장치는 차량 내에서 매우 중요한 역할을 하고 있다고 볼 수 있다.
차량의 조명장치 중, 차량의 전조등은 헤드램프(Head Lamp) 혹은 헤드라이트(Head light)라고 하며, 야간에 자동차가 안전하게 주행하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 차량 앞에 부착되어 전방을 조명하는 램프이다.
일반적으로 평상시엔 빛을 아래쪽으로 비추도록 되어 있지만 사용자의 조작이나 헤드램프 자동제어를 통해 조절이 가능하다.
뿐만 아니라 헤드램프는 100m 이상 떨어져 있는 장애물도 확인할 수 있는 밝기가 필요하다. 예컨대, 광선을 아래쪽으로 비추는 하향등(Low bea)은 가시거리가 약 40m 정도이며, 광선을 위쪽으로 비추는 상향등(High Beam)에 경우, 가시거리는 약 100m 정도이다. 하지만 헤드램프의 요건은 나라마다 성능과 배치기준이 다르다.
헤드램프의 종류는 크게 유닛 가동형과 반사경 가동형으로 나눌 수 있다. 또한, 유닛 가동형은 프로젝트형, 조립형, 실드빔(Sealed Beam)형, 세미 실드빔(Semisealed Beam)형 및 메탈백 실드빔(Metal-back Sealed Beam)형으로 나눌 수 있다.
이 중, 실드빔형은 특수 렌즈, 반사경 및 필라멘트가 일체형인 전구를 이용한 헤드램프를 말하며, 세미 실드빔형은 특수 렌즈, 반사경 및 필라멘트가 별도로 되어 있는 헤드램프를 말하고, 메탈 백 실드빔은 반사경에 금속 재료를 사용한 헤드램프를 의미한다.
헤드램프의 전구로는 HID 램프, LED 램프 등이 사용되며 최근에는 밝기가 센 할로겐램프를 이용한다.
종래 기술에 따르면, 전방에 있는 다른 차량의 광원을 인식하여 상향등을 자동 제어하는 방법으로는 차량 카메라 영상 및 차선 정보를 기초로 ROI(Region Of Interest, 관심영역)를 설정한 후, 전방차 또는 대향차의 광원을 검출하거나 카메라 영상 및 광각 카메라를 이용하여 사각지대의 광원을 검출하는 등의 방법이 개발되어 있다.
하지만 차량 광원과 비슷한 가로등, 기타 유사한 광원을 차량 광원으로 인식하는 문제점이 있다.
또한 헤드램프의 밝기가 지나치게 밝거나 상향등을 잘못 비출 경우, 전방에 있는 다른 차량 운전자의 시야를 방해할 수 있는 문제점이 있다.
그리고 차량의 흔들림이나 차량이 경사로에 진입했을 경우, 전방에 있는 차량의 광원을 인식하지 못하는 등의 성능 저하가 발생하기도 한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 차량에 장착된 카메라 및 기울기 센서를 이용하여 전방차 및 대향차의 광원을 보다정확하게 검출하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 차량의 흔들림이나 경사로에서의 발생할 수 있는 광원 불검출 및 유사광원 오검출 현상을 개선하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일면에 따른 차량 헤드램프 제어장치는 차량의 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 데이터 수집부, 데이터 수집부에서 획득한 차체기울기 및 영상정보를 기초로 하여 차량 주변의 광원을 검출하는 광원 인식부, 및 검출된 광원에 따라 차량의 헤드램프를 제어하는 헤드램프 제어부를 포함한다.
본 발명의 데이터 수집부는 차량 주변의 광원을 검출하기 위한 이미지영역을 촬영하는 영상 입력부 및 차량의 차체기울기를 측정하는 기울기 측정부를 포함한다.
또한, 본 발명의 광원 인식부는 기울기 측정부에서 획득한 차체기울기를 기초로 하여 영상 입력부로 획득한 이미지 영역의 높낮이를 조절하여 차량 주변의 광원을 검출한다.
본 발명의 일면에 따른 차체 기울기를 이용한 차량 헤드램프 제어방법은 차량의 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 단계, 획득한 차체기울기 및 영상정보를 기초로 하여 차량 주변의 광원을 검출하는 단계 및 검출된 광원에 따라 차량의 헤드램프를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 단계는 차량에 장착된 카메라 및 기울기를 측정할 수 있는 센서를 이용한다.
또한, 본 발명의 광원을 검출하는 단계는 획득한 차체기울기를 기초로 하여 획득한 영상정보의 높낮이를 조절을 통하여 차량 주변의 광원을 검출한다.
한편, 본 발명의 차량 주변의 광원은 차량 헤드램프에 의해 영향을 받는 영역 내에 있는 전방차 및/또는 대향차를 의미한다.
본 발명은 차량의 차체기울기 정보 및 영상정보를 바탕으로 차량 주변의 광원을 검출하기 위한 이미지영역 조정을 통하여 차량의 흔들림이나 경사로 진입 시, 보다정확하게 광원을 검출할 수 있는 이점을 제공한다.
도 1은 차량에 장착된 헤드램프 및 헤드램프가 전방을 비추는 장치임을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드램프 제어장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드램프 제어방법을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광원 검출을 위한 관심영역의 보정 전, 후를 비교한 도면이다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
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 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드램프 제어장치를 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 헤드램프 제어장치는 차량의 기울기 및 영상정보를 획득하는 데이터 수집부(210), 데이터 수집부(210)에서 획득한 정보를 기초로 하여 차량 주변의 광원을 검출하는 광원 인식부(220) 및 검출된 광원에 따라 차량의 헤드램프를 제어하는 헤드램프 제어부(230)를 포함한다.
본 발명의 구성 장치 중, 데이터 수집부(210)는 영상 입력부(211) 및 기울기 측정부(212)를 포함하는데, 영상 입력부(211)는 차량 주변의 광원을 촬영하는 장치로서, 차량에 장착된 카메라로 구성된다.
본 발명에서 설명하는 카메라는 영상을 지속적으로 촬영할 수 있는 카메라, 적외선 카메라, 폴라로이드 카메라처럼 단편적인 이미지를 촬영하는 카메라 등을 모두 포함함은 물론이다..
또한, 차량에 장착된 카메라뿐 아니라 항공 카메라, 인공위성에 의한 GPS정보를 포함하는 인공위성 카메라 등 차량 외부에 존재하며, 차량과 주기적으로 정보 교환이 가능하여 차량 전방에 있는 광원을 검출하는 이미지 정보를 송, 수신할 수 있는 장치는 모두 본 발명을 적용 가능하다. 즉, 차량 내부에 장착된 카메라로 한정하지 않는다.
데이터 수집부(210)의 또 다른 구성장치인 기울기 측정부(212)는 차체 기울기를 측정할 수 있는 자이로 센서, 가속도 센서 등 기타 기울기 센서를 의미하며 이 센서들을 융합하는 방법으로도 사용 가능하다.
본 발명의 광원 인식부(220)는 앞서 언급한 데이터 수집부(210)에서 획득한 차체기울기 및 영상정보를 이용하여 차량 전방의 광원을 검출해내기 위한 이미지영역을 조절한다.
여기서 이미지 영역이란 다른 말로, 관심영역(Region of interest)으로 표현가능한데, 전 단계에서 획득한 영상 중, 광원 검출을 위하여 더 세부적으로 관찰하고자 하는 영역을 의미한다.
즉, 이미지 영역은 촬영된 영상을 확대하여 얻은 이미지나, 영상의 초점이 검출된 광원에 집중되어 있는 이미지 혹은 촬영된 영상 그 자체가 될 수도 있다.
또한, 이미지 영역은 측정된 차체 기울기에 따라 유기적으로 변화하며, 차량 전방에 있는 광원을 검출한다.
정리하자면 광원 인식부(220)는 차량 전방을 촬영하고 이 중, 광원에 집중된 이미지 영역을 차체 기울기 정보에 기초하여 조정하고 조정된 이미지 영역 내의 광원을 검출해내는 장치이다.
본 발명의 헤드램프 제어부(230)는 앞 단계의 광원 인식부(220)에서 검출한 광원을 바탕으로 차량의 헤드램프를 제어한다.
제어방법으로는 상향등을 하향등으로, 반대로 하향등을 상향등으로 하거나, 상향등 및 하향등이 따로 구분되어 있지 않은 차량에서는 상하 높낮이 조절 및 각도 조절을 통하여 조명을 아래, 위로 제어하는 것을 의미한다.
본 발명의 주요 목적은 차량 전방에 있는 광원을 대향차 및/또는 전방차의 빛으로 판단하고 이 차량들에 피해가 가지 않도록 상향등을 하향등으로 혹은 하향등을 상향등으로 조정하기 위한 것이다.
따라서 앞서 광원 인식부(220)에서 전방의 차량을 제대로 인식하고 이 정보를 입력받아 헤드램프 제어부(230)에서 상, 하향등을 정확히 제어하는 것이 중요하다.
이하 도 3을 참조하여 헤드램프 제어방법을 더욱 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드램프 제어방법을 나타낸 블록도이다.
사용자가 헤드램프 자동제어 기능을 ON하거나(S310), 차량 자체에서 헤드램프 자동제어 기능이 작동하면, 차량 주변의 정보데이터를 수집한다(S320).
여기서 차량 주변의 정보데이터란 차량 전방을 촬영한 영상, 진입할 것으로 예상되는 경사로 정보 및 이를 통한 차체 기울기 정보 등을 의미한다.
수집한 데이터가 특히, 기울기 정보가 기 설정된 임계치 이상일 경우(S330),(예컨대, 오르막을 오르는 경우) 기울기 값의 크기에 따라 관심 영역의 기준 상한값을 하향 조절한다(S340).
반대로 기울기 정보가 기 설정된 임계치 이하일 경우,( 예컨대, 내리막을 내려가는 경우)기울기 값의 크기에 따라 관심 영역의 기준 상한값을 상향 조절한다(S350).
이후, 보정된 관심영역에서 주행 중인 차량 전방의 대향차 및/또는 전방차의 불빛이라고 판단되는 광원을 검출하고(S360), 그에 따라 헤드램프를 제어하여(S370) 상대 차량에 피해가 가지 않도록 밝기 조절 및 빛이 나가는 거리를 유동적으로 변경한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기울기의 임계치란, 사용자에 의해 혹은 시스템 설정시 자동으로 설정된 값으로서, 본 발명에서 경사 정도를 조정하는 기준값이다. 즉, 임계치 값의 설정을 통해 경미한 차량의 흔들림 및 기울기 측정 장치의 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있다.
또한, 앞서 언급한 관심 영역의 기준 상한값은 촬영된 차량 전방의 이미지 중, 보다 집중적으로 관찰하고자 하는 영역의 위쪽을 의미한다.
이하, 도 4를 참조하여 차체 기울기에 따른 관심영역 보정의 예를 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광원 검출을 위한 관심영역의 보정 전, 후를 비교한 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 차량이 오르막을 오르는 경우 보정 전의 기준 관심 영역 상한선은 차량 광원이 아닌 유사 광원 (예컨대, 가로등)을 포함한다.
하지만, 오르막을 오르면 감지되는 차체 기울기가 기 설정된 임계치 이상이 되고, 관심영역을 보정하게 된다. 그 결과로 관심영역의 상한선도 하향하게 되며 보정 전에는 검출되었던 광원이 검출되지 않음으로 인해 유사광원이 관심영역 내에서 사라진다.
또한 차량이 내리막을 내려가는 또 다른 경우에는 도 4b에 도시된 바와 같이 보정 전의 기준 관심영역에서는 전방의 차량 광원이 감지되지 않을 것이다. 하지만 내리막을 내려갈 때 감지되는 차체 기울기가 기 설정된 임계치 이하일 경우, 관심영역의 상한선은 상향하게 되고 보정 후에는 앞의 차량 광원이 검출이 된다.
즉, 본 발명은 차체 기울기를 이용한 관심 영역의 보정을 통하여 차량 광원 검출 성능을 향상시키고 그에 따라 차량의 헤드램프를 제어하여 차량 전방에 주행 중인 전방차 또는 대향차에게 피해가 가지 않도록 조절하는 방법을 제공한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
210: 데이터 수집부 211: 영상 입력부
212: 기울기 측정부 220: 광원 인식부
230: 헤드램프 제어부

Claims (7)

  1. 차체 기울기를 이용한 차량 헤드램프 제어장치에 있어서,
    상기 차량의 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부에서 획득한 차체기울기 및 영상정보를 기초로 하여 상기 차량 주변의 광원을 검출하는 광원 인식부; 및
    상기 검출된 광원에 따라 상기 차량의 헤드램프를 제어하는 헤드램프 제어부
    를 포함하는 기울기 정보를 이용한 헤드램프 제어장치.
  2. 상기 제 1항에 있어서, 상기 차량 주변의 광원은
    상기 차량 헤드램프에 의해 영향을 받는 영역 내에 있는 전방차 및/또는 대향차로 판단되는 것
    인 헤드램프 제어장치.
  3. 상기 제 1항에 있어서, 상기 데이터 수집부는
    상기 차량 주변의 광원을 검출하기 위한 이미지영역을 촬영하는 영상 입력부; 및
    상기 차량의 차체기울기를 측정하는 기울기 측정부를 포함하는 것
    인 헤드램프 제어장치.
  4. 상기 제 1항에 있어서, 상기 광원 인식부는
    상기 기울기 측정부에서 획득한 차체기울기를 기초로 하여 상기 영상 입력부로부터 획득한 이미지영역을 조절하여 상기 차량 주변의 광원을 검출하는 것
    인 헤드램프 제어장치.
  5. 차체 기울기를 이용한 차량 헤드램프 제어방법에 있어서,
    상기 차량의 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 단계;
    획득한 차체기울기 및 영상정보를 기초로 하여 상기 차량 주변의 광원을 검출하는 단계; 및
    검출된 광원에 따라 상기 차량의 헤드램프를 제어하는 단계
    를 포함하는 기울기 정보를 이용한 헤드램프 제어장치.
  6. 상기 제 4항에 있어서, 상기 차체기울기 및 영상정보를 획득하는 단계는
    상기 차량에 장착된 카메라 및 기울기를 측정할 수 있는 센서를 이용하는 것
    인 헤드램프 제어방법.
  7. 상기 제 4항에 있어서, 상기 광원을 검출하는 단계는
    획득한 차체기울기를 기초로 하여 상기 획득한 영상정보의 높낮이를 조절하여 상기 차량 주변의 광원을 검출하는 것
    인 헤드램프 제어방법.
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