KR20150062279A - 차량 침입 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

차량 침입 감지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 침입 감지 시스템 및 방법에 대한 것으로, 카메라를 이용하여 이동 물체를 정확히 추출하기 위한 차량 침입 감지 시스템 및 방법에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템은 차량 내부를 촬영하는 카메라, 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 열림을 감지하는 센서, 그리고, 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 함께 상기 카메라가 상기 차량 내부를 촬영하도록 제어하며, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 상기 차량 내부의 이동 물체를 감지하며, 상기 감지한 이동 물체에 근거하여 움직임 감지 정보를 출력하도록 경보 장치를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 침입 감지 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR VEHICLE INTRUSION DETECTION}
본 발명은 차량 침입 감지 시스템 및 방법에 대한 것으로, 카메라를 이용하여 이동 물체를 정확히 추출하기 위한 차량 침입 감지 시스템 및 방법에 대한 것이다.
자동차 등의 차량은 이동 수단으로서의 기능을 넘어서 사용자로 하여금 보다 안정적이면서도 편안한 주행 상태를 제공할 수 있도록 하는 다양한 기능이 추가되고 있는데, 차량의 핵심 구동 요소로서의 엔진 및 변속기에 대한 전자적 제어를 포함한 각종 구성 요소는 전자화되었거나 전자화 단계가 진행되고 있다.
한편, 차량에 다양한 고가의 편의 시설이 장착되는 만큼 차량 실내 장착품의 도난 등의 위험성도 증대되고 있다. 종래 기술에 따른 차량 침입 경보 장치는 초음파 등의 차량 실내 센서가 배치되어 경보 동작을 가동시킨 상태에서 비정상적인 방법으로 차량 침입 이루어지는 경우 차량 배터리로부터의 전원 공급을 받은 차량 침입 경보 장치가 가동되어 음향 출력 상태를 형성하여 주의 환기를 통한 침입자의 침입 행위를 중단시키는 효과를 거두었다.
이러한, 차량 도난 혹은 침입을 감시 알리는 시스템에서 카메라는 영상 저장과 움직임 감지를 위하여 이용될 수 있다고 제안 되어왔다. 하지만, 움직임 감지에 있어서 어디서 어떤 방법으로 감시할 것이고, 어떤 위치에서 효율적인 방법으로 감지 할 것인지 구체적인 제안이 이루어지지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 차량 실내에 360도를 관찰할 수 있는 카메라를 이용하여 블록화된 영상에서 움직임 벡터를 감지하여 차량내 침입을 정확히 감지하는 시스템을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템은 차량 내부를 촬영하는 카메라, 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 열림을 감지하는 센서, 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 함께 상기 카메라가 상기 차량 내부를 촬영하도록 제어하며, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 상기 차량 내부의 이동 물체를 감지하며, 상기 감지한 이동 물체에 근거하여 움직임 감지 정보를 출력하도록 경보 장치를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 카메라 영상을 통한 분석으로 감지하기 때문에 초음파나 무선을 이용한 감지 시스템보다 이동 물체를 감지하는데 있어 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 움직임 감지를 위한 차량 침입 감지 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 카메라가 차량 내 설치되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 차량 내의 움직임 감지 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 영상으로부터 움직임을 감지하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 영상의 프레임들을 블록화하고, 이로부터 움직임 벡터를 추정하는 과정을 도시한 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 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 따라 움직임 감지를 위한 차량 침입 감지 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 카메라가 차량 내 설치되는 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 차량 침입 감지 시스템은 차량 내부를 촬영하는 카메라, 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 열림을 감지하는 센서(본 발명에서는 BCM(Body Control Module)를 사용하는 것이 바람직하다), 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 함께 상기 카메라가 상기 차량 내부를 촬영하도록 제어하며, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 상기 차량 내부의 이동 물체를 감지하며, 상기 감지한 이동 물체에 근거하여 상기 차량 내부에 침입이 발생했다는 것을 사용자(운전자)가 알 수 있도록 경보 장치를 제어하는 제어부(본 발명에서는 ECU(Electronic Control Unit)을 사용하는 것이 바람직하다))를 포함하여 구성된다.
도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 차량 침입 감지 시스템은 360도 파노라마 렌즈를 장착하여 차량 내부 전체의 영상을 촬영하여 ECU(20)에 제공하는 카메라(10), 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 열림을 감지하여 ECU(Electronic Control Unit, 20)에 제공하는 BCM(30), 상기 차량 도어의 정상적 잠김과 함께 상기 카메라(10)로부터 받은 영상정보를 통하여 벡터 블록의 움직임을 감지하며, 움직임이 감지되었을 경우 사용자(운전자)가 침입이 발생했다는 것을 알 수 있도록 경보 장치(40)를 제어하는 상기 ECU(20)를 포함하여 구성된다.
상기 경보 장치(40)는 텔레매틱스 장치 혹은 차량에서 소리를 발생시키는 스피커 혹은 경광등 등이 사용될 수 있으며, 상기 ECU(20)로부터 침입 감지 정보를 받으면 각종 장치를 이용하여 차량 주변사람 혹은 차량의 주인에게 움직임 또는 침입 감지 경보를 한다.
상기 ECU(20)는 상기 BCM(30)을 통하여 도어 정상 잠김을 확인하면, 침입 감지 기능을 시작하고, 상기 카메라(10)가 촬영을 시작하도록 제어한다. 또한, 상기 침입 감지 기능을 상기 차량 도어가 정상적으로 열릴 때까지 움직임 감지를 반복한다.
상기 ECU(20)는 상기 차량 도어가 정상적으로 열리지 않는 경우, 상기 카메라(10)로부터 전달된 이전 영상의 프레임 및 현재 영상의 프레임들을 블록화한 후, 각 블록 별로 이전 영상 프레임과 현재 영상 프레임 사이의 움직임 벡터들을 추정한다. 또한, 상기 이전 영상의 프레임과 현재 영상의 프레임 사이에서 각 블록의 움직임 벡터들의 변화 또는 각 블록의 RGB/YUV 색상의 변화를 지속적으로 관찰한다. 만일, 상기 이전 영상의 프레임과 현재 영상의 프레임 사이에서 각 블록의 움직임 벡터들이 계속 한 방향이거나 RGB, 혹은 YUV 값이 일정하게 계속 유지되는 때에는 영상 내에 이동 물체가 있다고 판단하고, 해당 물체 내의 움직임 벡터들을 분석한다. 상기 추정한 움직임 벡터들의 정보를 분석한 결과, 상기 추정한 움직임 벡터들의 평균, 분산이 노이즈에 기인한 평균, 분산의 범위를 벗어나는 경우, 상기 차량 내부에 침입자가 발생한 것으로 판단하고, 상기 경보 장치(40)가 상기 움직임 감지 정보를 출력하도록 제어한다.
도 2를 참조하면, 차량 내의 중앙에 카메라를 설치하며, 해당 카메라는 360도 파노라마 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 360도 파노라마 렌즈는 현재 시중에 판매되고 있는 제품으로 후면을 제외한 전방위를 카메라로 관측할 수 있어 차 내부에서 빈틈없이 관측이 가능한 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 차량 내의 움직임 감지 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, BCM(30)을 통하여 도어 잠김을 확인하면(S10), ECU(20)의 침입 감지 기능이 시작된다. (S11) 또한, 상기 ECU(20)는 카메라(10)를 제어하여 촬영을 시작하도록 제어하며(S12), 도어가 정상적으로 열릴 때까지 움직임 감지를 반복하여 침입이 발생하는지를 지속적으로 확인한다. (S13)
만일, 도어가 정상적으로 열리지 않는 경우, 상기 상기 ECU(20)는 상기 카메라(10)로부터 전달된 이전 영상 및 현재 영상을 블록화한 후, 각 블록 별로 이전 영상과 현재 영상과의 차이점(움직임 벡터)을 추출하여 해당 블록에서의 움직임을 감지한다. (S14)
만일, 이전 영상과 현재 영상 사이에 각 블록에서 영상의 변화 즉, 움직임이 감지되면, 이를 침입이 발생했다고 판단하고, 침입 알림 시스템, 예를 들어, 경보 장치(40)를 작동시켜 사용자(운전자)가 이를 알 수 있도록 한다. (S15)
만일, 도어가 정상적으로 열리는 경우에는 상기 ECU(20)는 침입 감지 기능을 종료한다. (S16)
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 영상으로부터 움직임을 감지하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 영상의 프레임들을 블록화하고, 이로부터 움직임 벡터를 추정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 ECU(20)가 침입 감지 기능을 시작하면, 카메라가 차량 내부를 지속적으로 촬영하고, 이와 같이 촬영된 영상의 이전 프레임 및 현재 프레임을 소정 개수의 블록들로 나눈다. (S20, S21)
상기 ECU(20)는 이전 프레임과 현재 프레임 사이에서 각 블록의 움직임 벡터들을 추정하고, 이것들의 변화 또는 각 블록의 RGB/YUV 색상의 변화를 지속적으로 관찰한다. (S22)
만일, 상기 추정한 움직임 벡터들이 계속 한 방향이거나 RGB, 혹은 YUV 값이 일정하게 계속 유지되는 때에는 영상 내에 이동 물체(클러스터로 설정)가 있다고 판단하고, 해당 물체 내의 움직임 벡터들을 분석한다. (S23)
상기 추정한 움직임 벡터들의 정보를 분석한 결과, 상기 추정한 움직임 벡터들의 평균, 분산 등이 노이즈에 기인한 클러스터의 평균, 분산(평균 u, 분산 w 가정)의 범위를 벗어나는 벡터의 움직임(v)을 보이는 경우에, 상기 ECU(20)는 차량 내부에 침입자가 발생한 것으로 판단하고, 경보 장치(40)가 움직임 감지 정보를 출력하도록 제어하여, 사용자(운전자)가 이를 알 수 있도록 한다. (S24, S25)
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 움직임 감지 알고리즘으로 기존 영상 프레임 대비 현재 프레임의 비교를 통하여 블록화된 화면에서 움직임 벡터를 이용하여 배경과 분리되는 움직이는 물체(클러스터)를 감지하고, 해당 물체 내에서 그 움직임 벡터의 크기나 방향이 노이즈 패턴을 벗어나는지를 확인한다.
또한, 움직이는 물체가 노이즈(평균 u, 분산 w가정)의 움직임을 보여주면 무시하고, 노이즈의 움직임이 아닌 계속 한방향 혹은 RGB, YUV의 값이 일정하게 계속 유지될 때에는 움직임을 감지하는 것이다.
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.
10 : 카메라
20 : ECU(Electronic Control Unit)
30 : BCM(Body Control Module)
40 : 경보 장치

Claims (10)

  1. 차량 내부를 촬영하는 카메라;
    상기 차량 도어의 정상적 잠김과 열림을 감지하는 센서; 그리고,
    상기 차량 도어의 정상적 잠김과 함께 상기 카메라가 상기 차량 내부를 촬영하도록 제어하며, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 상기 차량 내부의 이동 물체를 감지하며, 상기 감지한 이동 물체에 근거하여 움직임 감지 정보를 출력하도록 경보 장치를 제어하는 제어부(ECU)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라는
    360도 회전이 가능한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 센서를 통하여 도어 정상 잠김을 확인하면, 침입 감지 기능을 시작하고, 상기 카메라가 촬영을 시작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 침입 감지 기능을 상기 차량 도어가 정상적으로 열릴 때까지 움직임 감지를 반복하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 차량 도어가 정상적으로 열리지 않는 경우, 상기 카메라로부터 전달된 이전 영상의 프레임 및 현재 영상의 프레임들을 블록화한 후, 각 블록 별로 이전 영상 프레임과 현재 영상 프레임 사이의 움직임 벡터들을 추정하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 이전 영상의 프레임과 현재 영상의 프레임 사이에서 각 블록의 움직임 벡터들의 변화 또는 각 블록의 RGB/YUV 색상의 변화를 지속적으로 관찰하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 이전 영상의 프레임과 현재 영상의 프레임 사이에서 각 블록의 움직임 벡터들이 계속 한 방향이거나 RGB, 혹은 YUV 값이 일정하게 계속 유지되는 때에는 영상 내에 이동 물체가 있다고 판단하고, 해당 물체 내의 움직임 벡터들을 분석하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 추정한 움직임 벡터들의 정보를 분석한 결과, 상기 추정한 움직임 벡터들의 평균, 분산이 노이즈에 기인한 평균, 분산의 범위를 벗어나는 경우, 상기 차량 내부에 침입자가 발생한 것으로 판단하고, 상기 경보 장치가 상기 움직임 감지 정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 침임 감지 시스템.
  9. 차량 도어가 정상적으로 잠겼는지를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과, 상기 차량 도어가 정상적으로 잠기면, 침입 감지 기능을 시작하고, 상기 차량 내부의 촬영을 시작하도록 제어하는 단계; 그리고,
    상기 침입 감지 기능을 상기 차량 도어가 정상적으로 열릴 때까지 움직임 감지를 반복하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 침임 감지 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 침입 감지 기능은
    상기 확인 결과, 상기 차량 도어가 정상적으로 열리지 않는 경우, 상기 촬영된 이전 영상의 프레임 및 현재 영상의 프레임들을 블록화한 후, 각 블록 별로 이전 영상 프레임과 현재 영상 프레임 사이의 움직임 벡터들을 추정하고, 상기 추정한 움직임 벡터들의 변화 또는 각 블록의 RGB/YUV 색상의 변화를 지속적으로 관찰하는 단계;
    상기 관찰 결과, 상기 이전 영상의 프레임과 현재 영상의 프레임 사이에서 각 블록의 움직임 벡터들이 계속 한 방향이거나 RGB, 혹은 YUV 값이 일정하게 계속 유지되는 때에 상기 영상 내에 이동 물체가 있다고 판단하고, 해당 물체 내의 움직임 벡터들을 분석하는 단계; 그리고,
    상기 분석 결과, 상기 추정한 움직임 벡터들의 평균, 분산이 노이즈에 기인한 평균, 분산의 범위를 벗어나는 경우, 상기 차량 내부에 침입자가 발생한 것으로 판단하고, 상기 움직임 감지 정보를 출력하도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 침임 감지 방법.
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