KR20160091293A - 차량용 사이드 미러 카메라 시스템 - Google Patents

차량용 사이드 미러 카메라 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고성능 카메라를 이용한 차량용 사이드 미리 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 차량용 사이드 미러 카메라 시스템에 있어서,
차량의 좌우측 프런트 필러에 각각 설치되는 카메라 센서(1);
상기 카메라 센서(1)의 신호를 수신하여 영상처리하여 카메라 영상을 만드는 영상신호처리장치(2);
상기 영상신호처리장치(2)에서의 카메라 영상 정보와, 스마트폰(4)으로부터의 네비게이션 정보와, 차량의 OBD장치(9)로부터의 차량 감지 정보를 표시하는 디스플레이 장치(6);
상기 디스플레이 장치(6)의 카메라 영상을 운전석 전면 유리에 표시하도록 운전석 전면 유리에 부착되는 HUD판넬(7);
상기 영상신호처리장치(2)에서의 카메라 영상이 압축되어 저장되는 메모리 카드(8);
상기 영상신호처리장치(2)와 디스플레이 장치(6)와 메모리 카드(8)을 제어하고 상기 네비게이션 기능을 수행하는 스마트폰(4)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명을 이용하면, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상 뿐만 아니라 다양한 정보들이 전면 유리에 표시되고, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상이 메모리 카드에 저장되며, 사용자가 스마트폰이나 무선터치패드를 이용하여 편리하게 카메라 부착 사이드 미러를 조정하고 상기의 다양한 정보 표시 및 메모리 카드로의 촬영된 영상의 저장을 제어하게 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템을 제공하게 된다.

Description

차량용 사이드 미러 카메라 시스템{Side Mirror Camera System For Vehicle}
본 발명은 고성능 카메라를 이용한 차량용 사이드 미러 시스템에 관한 것이다.
종래기술에 의한 차량용 사이트 미러는 도1과 같이, 차량 외측의 프론트 필라에 부착되어 운전자가 자동차를 운전하면서 사이드 미리를 통해 후방의 타 차량의 주행 상태를 파악하고, 차선 변경시에는 이렇게 파악된 인접 차선의 타 차량의 주행 상태를 감안하여 차선 변경을 실시하며, 주차시에는 사이드 미러를 통해 기존에 주차된 타 차량과의 간격이나 시설물, 보행자의 존재 여부 등을 파악하여 주차를 하게 된다.
그러나, 이러한 종래기술에 따른 사이드 미러는 차체의 외측에 상당히 돌출되게 고정 설치되어 주차시나 좁은 도로 주행시에 주변차량, 시설물 또는 보행자와 충돌할 위험성이 존재하고, 고속 주행시에는 공기저항으로 인하여 풍절음이 발생하여 차량의 소음을 일으키게 된다.
또한, 사이드 미러의 설치 위치가 정면과 상당한 각도를 가지고 있어서, 운전자가 정면을 주시하면서 운전하다가 사이드 미러를 보려면 운전자가 짧은 시간이지만 정면 주시를 못하기 때문에 사고의 위험성이 있고, 특히 초보 운전자의 경우에는 목까지 돌려서 상당 기간 사이드 미러를 봐야 측면의 인접차선의 차량 상태를 파악 가능하기 때문에 매우 위험한 상태가 된다.
이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 도2와 같은 다른 종래기술(한국 공개특허공보10-2009-94547호, 2009.9. 8일 공개)에서는 카메라를 부착한 사이드 미러를 외측 프런트 필러에 부착하여 사용하는데, 이 종래기술은 도3에 도시된 바와 같이, 소형카메라(310)을 통해 수신되는 아날로그 영상신호가 영상처리부(320)에서 디지털 신호로 변환되어 전자제어장치(330)에 제공되고, 전자제어장치(330)에서는 디스플레이부(340) 및 카메라 온/오프 스위치(350), 카메라 좌우측 조절 스위치(360), 카메라 상하 조정 스위치(370)을 제어한다.
그래서, 전자제어장치(330)의 제어 하에 카메라(310)에서 촬영되고 영상처리부(320)에 의해 신호처리된 영상을 디스플레이부(340)가 LED 디스플레이장치에 표시한다. 또한 스피커(380)에서는 음성을 통해 노면 상태 정보 및 안전 속도 안내를 제공한다.
이때, LED 디스플레이 장치는 네비게이션처럼 전면 데시보드 위에 설치하는데, 이렇게 하면 기존의 사이드 미러보다는 정면에 있기 때문에 운전자가 보다 편리하게 이용 가능하지만, 여전히 운전자가 운전시 정면을 주시하다가 인근차선의 차량 상태를 보기 위해서는 정면에서 약간 벗어나 약간 아래의 위치에 있는 LED 디스플레이 장치를 보아야 하므로, 여전히 전방 주시가 짧은 시간이나마 소홀하게 되어 위험하게 된다.
한편, 일반적으로 블랙박스는 차량 전방 또는 후방의 영상을 기록하는데, 차량의 측면을 볼수 없는 사각지대가 있어서 근접한 인접 차선의 차량의 영상을 촬영 하여 저장하지 못하게 되어 근접한 인접차선의 차량과의 사고시 사고 원인 규명에 어려움이 있게 된다.
한국 공개특허공보10-2009-94547호(2009.9. 8일 공개)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상 뿐만 아니라 다양한 정보들이 전면 유리에 표시되고, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상이 메모리 카드에 저장되며, 사용자가 스마트폰이나 무선터치패드를 이용하여 편리하게 카메라 부착 사이드 미러를 조정하고 다양한 정보 표시 및 메모리 카드로의 촬영된 영상의 저장을 제어하게 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템을 제공한다.
이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 차량용 사이드 미러 카메라 시스템에 있어서,
차량의 좌우측 프런트 필러에 각각 설치되는 카메라 센서(1);
상기 카메라 센서(1)의 신호를 수신하여 영상처리하여 카메라 영상을 만드는 영상신호처리장치(2);
상기 영상신호처리장치(2)에서의 카메라 영상 정보와, 스마트폰(4)으로부터의 네비게이션 정보와, 차량의 OBD장치(9)로부터의 차량 감지 정보를 표시하는 디스플레이 장치(6);
상기 디스플레이 장치(6)의 카메라 영상을 운전석 전면 유리에 표시하도록 운전석 전면 유리에 부착되는 HUD판넬(7);
상기 영상신호처리장치(2)에서의 카메라 영상이 압축되어 저장되는 메모리 카드(8);
상기 영상신호처리장치(2)와 디스플레이 장치(6)와 메모리 카드(8)을 제어하고 상기 네비게이션 기능을 수행하는 스마트폰(4)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명을 이용하면, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상 뿐만 아니라 다양한 정보들이 전면 유리에 표시되고, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상이 메모리 카드에 저장되며, 사용자가 스마트폰이나 무선터치패드를 이용하여 편리하게 카메라 부착 사이드 미러를 조정하고 다양한 정보 표시 및 메모리 카드로의 촬영된 영상의 저장을 제어하게 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 카메라 부착 사이드 미러를 이용하면, 사이드 카메라를 통해서 옆으로 접근하는 차량 및 물체를 감지하거나, 자신의 차량이 차선을 벗어나는 것을 감지하여 알람을 제공할 수 있게 된다.
도1은 종래기술의 일반적인 차량 사이드 미러를 도시함.
도2는 다른 종래기술의 카메라 부착 사이드 미러의 외형을 도시함.
도3은 도2의 카메라 부착 사이드 미러의 전체적인 구성을 도시함.
도4는 본 발명의 사이드 미러 카메라가 부착된 모습과 HUD화면을 도시함.
도5는 본 발명의 차량용 사이드 미러 카메라 시스템의 전체적인 구성을 도시함.
도6은 본 발명의 사이드 미러 카메라에서 수신된 영상이 표시된 HUD 화면 확대도.
도7은 본 발명의 사이드 미러 카메라에서 사용된 초저조도 카메라와 일반 카메라의 조도에 따른 성능 차이 및 헤드라이트 보상시의 영상을 도시함.
이제, 본 발명이 적용된 차량용 사이드 미러 카메라 시스템을 도면을 참고로 하여 설명하기로 한다.
도4의 오른쪽 도면처럼 본 발명의 카메라 부착 사이드 미러는 차량의 프런트 필러에 부착되고, 이 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 양쪽의 인근 차선의 영상이 운전석 계기판 뒤쪽의 대시보드 하부에 설치되는 디스플레이 장치에 전달되며, 디스플레이 장치에서는 좌우측 카메라 부착 사이드 미러의 영상 뿐만 아니라 다양한 정보(도4에서는 현재시간 정보, 평균 속도 정보, 평균 연비 정보, 남은 거리 정보, 도착 시간 정보, 내비게이션 길 안내 정보가 도시되어 있음)가 운전자 바로 앞 유리창 부분에 부착된 HUD(Head Up Display) 판넬(편광필름이 부착되어 70% 정도의 이미지는 투과하지만 30% 정도는 투과하지 못하여 이 편광필름에 이미지가 약하게 나타나게 된다)에 도4, 6처럼 그래픽 이미지로 나타나게 하여, 운전자가 불필요하게 시선을 다른 곳으로 옮기는 것을 최소화시켜 준다.
도5에는 본 발명의 차량용 사이드 미러 카메라 시스템의 전체적인 구성이 나타나 있다.
차량의 좌우측에 각각 설치되는 카메라 센서(1)에서는 인접차선의 영상을 찰영하고, 신호선의 수를 줄이기 위하여 이 영상신호를 병렬(parallel)에서 직렬(serial)로 변환하여 1개의 신호선으로 전송하여 영상 신호 처리장치(ISP : Image Signal Processor))(2)에 입력하며, 영상 신호 처리장치(ISP : Image Signal Processor))(2)에서는 다시 이를 직렬에서 병렬로 변환하게 된다.
영상 신호 처리장치(2)에서는 카메라 센서(1)에서 수신된 영상신호를 통해 카메라 영상을 형성하게 되는데, 자동 화이트 발란스(Auto White Balance) 기능과 자동 노출(Auto Exposure) 기능을 수행하여, 자동적으로 색온도를 조정하고 자동적으로 노출 정도를 조정하게 하여 최적의 카메라 영상을 형성하게 된다.
또한, 영상 신호 처리장치(2)에서는 움직임 감지(Motion Detection) 기능을 수행하여 카메라 센서(1)에서 입력된 영상에서 예를 들면, 보행자나 장애물이 나타난 경우나 갑자기 측면에서 차량이 나타난 경우나 졸음 운전 등으로 자신의 차량이 차선을 벗어나는 경우와 같이 영상에서 상당한 크기의 움직임이 감지되면, 위험 감지 알람(음성 알람 또는 영상 알람)을 발생시켜서 운전자가 경각심을 가지고 운전하게 한다.
그리고, 야간에 타 차량의 헤드라이트 불빛으로 헤드라이트 부분의 영상이 너무 밝게 보이게 되면 타 차량이 잘 보이지를 않기 때문에 헤드라이트 보상(Head Light Compensation)을 수행하여 타 차량이 잘 보이게 한다(도7 왼쪽 도면 참고).
또한, 도7의 우측에 나타난 비교 영상에서 나타난 것처럼 본 발명의 카메라 센서(1)는 바람직하게는 초저조도 카메라 센서를 사용하기 때문에, 특히 어두운 야간에 영상이 선명하게 보이게 된다.
그래서, 영상 신호 처리장치(2)에서는 헤드라이트 보상을 통해 카메라 센서(1)에서의 영상에서 헤드 라이트 부분을 어두운 색깔로 처리하고 전체적인 밝기는 높여서 타 차량이 잘 보이게 하고, 초저조도 카메라 센서를 사용하여 일반 카메라 센서에 비해 특히 야간에 탁월한 인식력을 나타내게 된다.
그리고, 스마트폰(4)에서는 네비게이션 기능이 수행되어 블루투스나 와이파이 기능을 이용하여 네비게이션 영상을 CPU(5)로 보내면, CPU(5)에서는 영상신호 처리 장치(2)에서의 카메라 센서(1)의 사이드 미러 영상과 네비게이션 영상을 이용하여 도6과 같은 HUD 판넬(7)에 사이드 미러 영상과 함께 네비게이션 영상이 표시되도록 디스플레이 장치(6)에 표시하게 된다.
또한, 스마트폰(4)는 CPU(5)를 통해, 영상신호처리장치(2)와 디스플레이 장치(6)의 데이터 송수신을 제어하고, SD카드(8)에 영상 데이터 저장하는 것을 제어하며, 자동차OBD장치(9)에서의 데이터 수신을 제어하며, 필요시 카메라 센서(1)의 상하좌우 방향을 제어한다.
그리고, 무선터치 패드(3)는 스마트폰(4)가 미사용되는 경우에 사용되어, 블루투스 기능을 이용하여 CPU(5)에 접속하여 스마트폰(4) 대신에 각종 제어를 수행하게 된다.
한편, 자동차OBD장치(9)는 배기가스 및 증발가스와 관련 모든 시스템을 감시하게 되는데, 감시하고 있는 시스템들에 고장이 발생할 경우, 고장내역은 차량의 ECU에 저장되며, 표준화된 인터페이스 방식(캔통신)을 통하여 OBD 정보 중에서 필요한 정보를 차량의 ECU에서 읽어서 HUD 화면에 표시하는 것도 가능하다.
또한, 영상 신호 처리 장치(2)에서의 좌우측 사이드 미러 영상은 CPU(5)를 거쳐서 압축되어 SD 카드(8)에 저장되어, 추후 저장된 좌우측 사이드 미러 영상을 통해 사고 원인 등을 파악하게 된다.
결국, 이상과 같은 본 발명이 수행되면, 도6과 같이 운전석의 정면 유리의 좌우측에 좌우측 사이드 미러 영상과 함께, 네비게이션 영상 및 각종 데이터가 표시되어 운전자는 정면 유리에 표시된 이러한 영상이나 데이터를 보면서 편리하게 운전을 하게 된다.
다음으로, 이상에서 설명한 각종 기능에 대해 간단히 설명하기로 한다.
먼저, 자동 화이트 발란스에 대해 설명하기로 한다.
카메라 촬영 시 빛에 따라 색의 표현에 차이가 존재한다. 색온도가 낮으면 붉은 빛을 띄고, 색온도가 높을 경우에는 파란 빛을 띄기 때문이다. 따라서 백열등 광에서는 피사체가 붉게 나오고, 형광등 광에서는 녹색으로 나오며, 같은 태양광 아래에서 촬영하더라도 대낮이나 일몰 등 빛의 온도(색 온도)에 따라 피사체의 색감이 달리 표현된다. 이를 방지하기 위해서 카메라에 장착되어 있는 시스템 소프트웨어, 조명 환경이나 영상 장치를 통해 빛의 색온도를 보정하여 이상적인 흰색이 촬영되도록 하는 기능이 화이트 발란스 기능이다. 자동 화이트 발란스 방법의 일예는 한국공개특허공보 10-2005-15479호(2005.2.21.일 공개)에 잘 나타나 있다.
다음으로, 자동 노출 조절에 대해 간단히 설명한다.
카메라의 자동노출기에 의해 자동적으로 노출을 조절하는 것으로, 카메라의 자동노출기능은 조리개의 열림 정도와 셔터의 속도를 조절하여 필름에 닿는 광의 양과 노출되는 시간을 자동으로 제어하는 것인데, 피사체와 그 주변환경의 광량과 피사체의 광 반사율 등을 고려하여 자동으로 제어된다. 자동 노출 조절 방법의 일예는 한국공개특허공보 10-2003-27440호(2003.4.7.일 공개)에 잘 나타나 있다.
이제, 움직임 감지 기능에 대해 설명하기로 한다.
움직임 감지(motion detection)기능은 기본적으로 수신되는 현재 프레임 영상과 다음 프레임 영상을 비교하여 변화가 있으면 이를 움직임이 있는 것으로 판단하는 것인데, 본 발명에서는 움직임 감지를 통해 다른 물체(장애물, 사람 등)가 접근하거나 차량이 차선을 이탈할 때 경고 알람을 제공하는 기능을 수행한다.
진보된 움직임 감지 방법의 일예는 한국공개특허공보 10-2012-119901호(2012.10.31.일 공개)에 잘 나타나 있다.
다음으로, 헤드라이트 보상기능에 대해 설명하기로 한다.
자동차의 헤드라이트가 강력하게 비치면 카메라 영상에 백화현상이 일어나므로, 강력한 빛을 어둡게 만들어서 주위를 볼 수 있도록 하는 것이 헤드라이트 보상 기능이다.
도7의 왼쪽 도면처럼, 영상에서 밝기가 매우 밝은 영역을 헤드 라이트 부분으로 판단하여 이 부분에 대해서는 어둡게 나타나도록 처리하고, 나머지 부분에 대해서는 밝기를 올려 주도록 처리하면 본 발명의 헤드라이트 보상 기능이 수행된다.
결국, 이상과 같은 본 발명을 이용하면, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상 뿐만 아니라 다양한 정보들이 전면 유리에 표시되고, 카메라 부착 사이드 미러에서 촬영된 영상이 메모리 카드에 저장되며, 사용자가 스마트폰이나 무선터치패드를 이용하여 편리하게 카메라 부착 사이드 미러를 조정하고 상기의 다양한 정보 표시 및 메모리 카드로의 촬영된 영상의 저장을 제어하게 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템을 제공하게 된다.
한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것에 유의해야 한다.

Claims (7)

  1. 차량용 사이드 미러 카메라 시스템에 있어서,
    차량의 좌우측 프런트 필러에 각각 설치되는 카메라 센서(1);
    상기 카메라 센서(1)의 신호를 수신하여 영상처리하여 카메라 영상을 만드는 영상신호처리장치(2);
    상기 영상신호처리장치(2)에서의 카메라 영상 정보와, 스마트폰(4)으로부터의 네비게이션 정보와, 차량의 OBD장치(9)로부터의 차량 감지 정보를 표시하는 디스플레이 장치(6);
    상기 디스플레이 장치(6)의 카메라 영상을 운전석 전면 유리에 표시하도록 운전석 전면 유리에 부착되는 HUD판넬(7);
    상기 영상신호처리장치(2)에서의 카메라 영상이 압축되어 저장되는 메모리 카드(8);
    상기 영상신호처리장치(2)와 디스플레이 장치(6)와 메모리 카드(8)을 제어하고 상기 네비게이션 기능을 수행하는 스마트폰(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 센서(1)와 영상신호처리장치(2) 사이의 데이터 전송은 직렬 통신 방식인 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호처리장치(2)에서의 영상처리는 자동 화이트 발란스, 자동 노출 또는 헤드라이트 보상 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호처리장치(2)에서의 영상처리는 움직임 감지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 센서(1)은 초저조도 카메라 센서인 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스마트폰(4)은 블루투스 또는 와이파이에 의해 상기 네비게이션 정보를 디스플레이 장치(6)에 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스마트폰(4)가 미사용될 때에, 블루투스 통신을 하여 각종 제어를 수행하는 무선터치 패드(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 미러 카메라 시스템.
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