KR20160095914A - 차량 승하차 안전제어 시스템 - Google Patents

차량 승하차 안전제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단시간 내에 단일 버드 뷰 영상을 통해 차량 주변의 위험 요소를 판단하도록 하고, 위험 요소에 대한 체크를 빠르고 쉽게 처리하도록 하여 차량 운전자가 느끼는 시간 압박을 최소화하여 사고 예방에 조력하는 차량 승하차 안전제어 시스템을 제안한다. 이를 위해 본 발명은 차량에 설치되는 복수의 카메라로부터 광각 영상을 획득하고 이를 이용하여 버드 뷰(Bird-view) 영상을 생성하는 버드 뷰 영상모듈, 차량의 외주연 상단에 설치되며, 차량의 상측에서 하측 방향을 향하는 적어도 하나의 인체감지 센서, 인체감지 센서의 검출각도가 중첩되는 중첩 영역, 및 중첩 영역을 제외한 나머지 검출 영역으로 인체감지 센서의 감시 영역을 구획하고, 감시 영역에 대한 식별자를 버드 뷰 영상에 표시하는 센서정보 결합모듈 및 버드 뷰 영상 및 식별자를 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

차량 승하차 안전제어 시스템{Getting on and off the vihicle safty system}
본 발명은 차량 승하차 안전제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 운전자가 차량 내에서 버드 뷰(Bird view) 영상을 이용하여 차량 주변을 관찰하도록 하며, 인체감지 센서를 이용하여 차량 주변의 사람이 버드 뷰 영상에서 식별자로 표시되도록 하고, 운전자가 식별자를 드래그하여 확인토록 함으로써, 차량 승하차 시 발생하는 안전사고를 최소화하는 차량 승하차 안전제어 시스템에 관한 것이다.
어린이집, 학원에서 이용되는 승합차 및 버스에서 승객이 차량에서 승하차 할 때 차량 운전자가 차량 주변의 승객을 인지하지 못하거나, 부주의로 인하여 많은 사고가 발생하고 있다.
특히 판단력이 부족하고 키가 작은 어린아이의 경우 차량에 대한 주의가 부족한 경향이 있고, 차량에서 승하차 시, 차량 부근에서 넘어지거나 장난을 치다가 사고를 당하는 경우가 많다.
반면, 이들 차량을 운전하는 운전자는 정해진 시간 내에 승객을 승하차 시켜야하는 부담으로, 차량 주변을 면밀히 관찰하지 못하는 경우가 많으며, 차량을 1인이 운용하는 경우에 차량 사고의 위험성은 더욱 증가할 수 있다.
이에 대해, 한국 등록특허 10-1306238 (2013.09.10)는 차량의 전방, 측방 및 후방에 카메라를 설치하고 차량 운전자가 각 카메라의 영상을 선택적으로 조회할 수 있도록 하며, 이들 영상을 녹화하여 블랙박스처럼 이용하는 차량 승하차 안전감시시스템을 제안한 바 있다.
그러나, 스케줄에 여유가 적은 차량 운전자가 각 카메라의 영상을 선택적으로 조회하기가 쉽지 않고, 차량 영상을 블랙박스 영상으로 녹화하는 것은 사고 후, 책임소재를 묻는데 이용할 수는 있으나, 사고 예방에는 큰 의미를 두기 어려운 측면이 있다.
한국 공개특허 10-2010-0046774 (2010.05.07)는 차량이 정차 시, 물체감지 센서를 이용하여 차량 주변의 물체를 감지하고, 안내방송을 제공하거나 차량의 클러치를 제어하는 "차량의 승하차 안전제어 방법"을 제안한 바 있다. 그러나, 공개특허 10-2010-0046774는 차량이 정차한 상태에서만 장애물을 측정하므로 차량이 서행하며 이동할 경우 차량 주변을 감지하기 어렵고, 승객의 승하차를 위해 정차하는 위치에 고정 장애물이 다수 존재하는 경우, 차량 운전자는 안내방송을 간과할 우려가 있다. 공개특허 10-2010-0046774의 특허청구범위 제2항에는 물체감지 센서에 더하여 감시용 카메라를 차량의 전방과 후방 및 탑승구에 설치하는 특허권리를 주장한 바 있으나, 장애물 안내방송과 카메라 영상을 함께 조회하면서 승객을 승하차 한다는 것은 차량 운전자에게 안전에 대한 부담만을 가할 뿐, 차량 주변의 모든 사각지대에서의 안전을 보증하는 것은 아니며,
차량의 전방과, 후방 그리고 탑승구를 제외한 나머지 영역은 사각지대로서 여전히 사고가 발생할 우려가 있다.
이에 대해, 차량 자체에서 안전을 판단하는 방식에서 벗어나 차량 외부의 타인이 차량에 대해 주의를 가지도록 하는 방안이 제안된 바 있다.
한국 공개특허 10-2013-0137110 (2013.12.16)는 승합차의 후방에 엘이디 전광판을 설치하고, 엘이디 전광판에 차량에서 승객이 승하차 중임을 표시함으로써, 주변의 차량이나 행인이 주의하도록 하고 있다. 그러나, 현재 발생하는 승하차 사고의 대부분은 주변 차량이나 행인의 부주의 보다는 차량 운전자의 조급함에 기인하는 바가 큰 바, 이 방법으로 사고 예방의 효과를 크게 기대하기 어려운 측면이 있다.
본 발명의 목적은 차량 운전자가 한눈에 차량 주변 상황을 "빠르고, 쉽게" 식별하고 판단할 수 있도록 하며, 간단한 확인 동작을 통해 차량 주변의 위협 요소를 체크할 수 있도록 함으로써, 차량의 승하차 과정에서 발생하는 사고를 예방하는 차량 승하차 안전제어 시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 차량에 설치되는 복수의 카메라로부터 광각 영상을 획득하고 이를 이용하여 버드 뷰(Bird-view) 영상을 생성하는 버드 뷰 영상모듈, 차량의 외주연 상단에 설치되며, 차량의 상측에서 하측 방향을 향하는 적어도 하나의 인체감지 센서, 인체감지 센서의 검출각도가 중첩되는 중첩 영역, 및 중첩 영역을 제외한 나머지 검출 영역으로 인체감지 센서의 감시 영역을 구획하고, 감시 영역에 대한 식별자를 버드 뷰 영상에 표시하는 센서정보 결합모듈 및 버드 뷰 영상 및 식별자를 디스플레이하는 디스플레이 모듈에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 짧은 시간 내에 단일 버드 뷰 영상을 통해 차량 주변의 위험 요소를 판단하도록 하고, 위험 요소에 대한 체크를 빠르고 쉽게 처리하도록 하여 차량 운전자가 느끼는 시간 압박을 최소화하여 사고 예방에 조력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 승하차 안전제어 시스템에 대한 개념도를 도시한다.
도 2는 카메라에 의해 중첩 영역을 이용하여 버드 뷰 영상을 형성하는 과정에 대한 참조도면을 도시한다.
도 3은 차량 주변에 설치되는 센서에 의해 감시 영역이 형성되는 일 예를 도시한다.
도 4는 버드 뷰 영상에 식별자를 표현하는 일 예에 대한 참조도면을 도시한다.
도 5는 센서정보 결합모듈에서 운전자가 식별자를 제거하는 방법의 일 예에 따른 참조도면을 도시한다.
도 6과 도 7은 차량에서 인체감지 센서가 배치되는 방식에 대한 참조도면을 도시한다.
본 명세서에서 언급되는 버드 뷰(bird view) 영상은 차량 주변에 설치되는 카메라에서 촬상된 영상을 하나로 연결하고, 연결된 영상에 대해 이미지 프로세싱을 하여, 차량의 상측 방향에서 차량을 조감하는 형태로 구현되는 영상을 지칭할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 승하차 안전제어 시스템에 대한 개념도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 차량 승하차 안전제어 시스템은 복수의 카메라(10a ∼ 10n), 센서(20a ∼ 20n), 버드 뷰 영상모듈(110), 센서정보 결합모듈(120) 및 디스플레이 모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
카메라(10a ∼ 10n)는 차량의 전, 후, 좌, 우 4 방향에 설치되거나 또는 차량의 후방과 좌우 측면에 설치될 수 있다. 카메라(10a ∼ 10n)는 3개, 4개 또는 그 이상의 개수가 이용될 수 있으며, 촬영 각도가 130도 내지 190도에 이르는 광각 카메라일 수 있으나, 촬상 각도는 카메라(10a ∼ 10n)의 설치 개수에 따라 증감될 수 있다. 카메라(10a ∼ 10n)의 촬상 영역은 이웃하는 카메라와 일부가 중첩될 수 있다.
버드 뷰 영상모듈(110)은 각 카메라(10a ∼ 10n)에서 촬상된 영상 중 이웃하게 배치되어 중첩되는 중첩 영역을 이용하여 각 카메라(10a ∼ 10n)에서 촬상된 영상을 합성하고 이후, 합성된 영상을 이미지 프로세싱하여 차량의 상측에서 바라보는 시점의 영상, 즉 버드 뷰(Bird view) 영상을 생성할 수 있다.
버드 뷰 영상을 생성하기 위해, 각 카메라(10a ∼ 10n)에서 촬상되는 영상들은 이웃하는 카메라의 영상과 일부가 반드시 중첩될 필요가 있다. 이는 중첩된 영역을 기준으로 각 카메라(10a ∼ 10n)에서 촬상된 영상을 연결하고, 연결된 영상들간의 왜곡을 보정하는데 따른다. 따라서, 카메라(10a ∼ 10n)의 촬상 각도는 도 2에 도시된 바와 같이 카메라(10a)의 촬상영역 1과 카메라(10b)의 촬상영역 2 사이에 중첩 영역이 형성되도록 광각용일 필요가 있다.
센서(20a ∼ 20n)는 인체감지 센서로서, 차량 주변에 위치하는 승객을 검출하고, 검출 결과를 센서정보 결합모듈(120)로 제공할 수 있다. 센서(20a ∼ 20n)는 RF 센서(도플러 센서), 적외선 센서 또는 초음파 센서일 수 있으며, RF 센서인 경우, 사람의 움직임 검출을 위한 도플러 센서일 수 있고, 이러한 센서로서는 24 GHz 주파수 대역을 이용하는 Teltron社의 k-band motion 센서인 TMS 240가 예시될 수 있다.
또한, 센서(20a ∼ 20n)는 검출각도가 광각이면서 검출 거리는 수 미터 내지 10m 범위의 것이 요구될 수 있다. 이는, 센서(20a ∼ 20n)의 검출 거리가 지나치게 높을 경우(예컨대 10m 이상), 승객을 제외한 원거리에 위치하는 행인이나 장애물을 검출할 우려가 있는데 따른다. 바람직하게는 센서(20a ∼ 20n)의 검출 거리는 3미터 또는 10미터 일 수 있으며, 센서(20a ∼ 20n)의 검출각도는 상호 중첩 검출하도록 120도 이상일 수 있다.
센서정보 결합모듈(120)은 버드 뷰 영상모듈(110)에서 제공하는 버드 뷰 영상과 센서(20a ∼ 20n)의 검출 결과를 결합하여 버드 뷰 영상에 식별자를 표시할 수 있다.
식별자는 아이콘, 이미지, 플래시 이미지 중 어느 하나일 수 있으며, 버드 뷰 영상에 표시되어, 차량 운전자가 차량 내부에서 차량을 기준으로 어느 영역에 승객이 위치하는가를 직관적으로 파악할 수 있도록 한다.
이는 도 3과 도 4를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 차량(10) 주변에 설치되는 센서(20a ∼ 20n)에 의해 감시 영역이 형성되는 일 예를 도시한다.
도 3을 참조하면, 차량(10) 주변에 설치되는 센서(20a ∼ 20n)는 A1 영역, A3 영역 및 A5 영역을 검출하며, A1 영역과 A3 영역 사이에는 중첩 영역(A2)이 형성되고, A3 영역과 A5 영역 사이에는 중첩 영역(A4)이 형성될 수 있다. 중첩 영역(A2, A4)을 이용하여 센서정보 결합모듈(120)은 차량 주변을 5개의 감시 영역으로 구획할 수 있다.
인체감지 센서(20a ∼ 20n)는 차량(10)의 외주연에 설치되며, 바람직하게는 차량의 상부에 설치되어 검출 방향이 차량(10) 하부를 향하는 다운 검출방식을 적용할 수 있다. 차량(10)의 측면에서 승객을 검출하는 경우, 각 인체감지 센서(20a ∼ 20n)의 검출각도가 180도를 초과하지 않는 이상, 인체감지 센서(20a ∼ 20n)에 의해 검출되지 않는 검출 사각지대가 형성될 우려가 있다. 반면, 실시예에 따른 인체감지 센서(20a ∼ 20n)는 차량의 상부, 예컨대, 차량(10)의 지붕 또는 지붕과 차량(10)의 측면을 연결하는 프레임에 설치되고, 검출방향이 차량(10)의 하부를 지향하도록 함으로써, 차량(10) 주변의 사각지대를 최소화하고, 중첩 영역(A2, A4)을 형성할 수 있다.
만일, 센서(20a)가 A1 영역을 검출하고, 센서(20b)가 A3 영역을 검출할 때, 센서(20a)와 센서(20b)에서 동시에 승객이 검출되었다면, 승객은 A2 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다. 마찬가지로, 센서(20b)와 센서(20c)가 동시에 승객을 검출하였다면, 승객은 A4 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다.
센서정보 결합모듈(120)은 인체감지 센서(20a ∼ 20n)에 의해 검출된 승객의 위치를 버드 뷰 영상에 매핑할 수 있다. 버드 뷰 영상은 차량(10)의 상측에서 하측을 조감하는 방식의 영상이므로, 차량 주변의 상황을 직관적으로 신속하게 이해하는데는 유리하다. 그러나, 버드 뷰 영상은 차량의 상측에서 하측을 조감하는 형태를 가지므로, 승객은 머리와 몸체 일부가 표현되는 경우가 많고, 승객이 어린아이인 경우, 크기가 작아 단시간 내에 식별하지 못할 수도 있다.
따라서, 센서정보 결합모듈(120)은 승객으로 식별되는 영상에 식별자를 부여하여 차량(10) 운전자가 버드 뷰 영상에서 승객을 확실히 식별할 수 있도록 한다.
식별자는,
1) 도 4에 도시된 바와 같이 버드 뷰 영상에서 원형 다이어그램의 형태로 표시되거나,
2) 승객 이미지 주변의 색상을 주변 색상과 차별되게 표현하거나,
3) 승객 이미지 주변에 텍스트나 특수문자를 표시하거나,
4) 승객을 대체하는 아이콘을 버드 뷰 영상에 표시하거나,
6) 승객이 움직이는 형상의 플래시 이미지의 형태로 표현될 수 있다.
이 외에도, 버드 뷰 영상에서 주변 영상의 휘도나 색상과 차별되게 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만 한정하지는 않는다.
도 4에는 원형으로 처리된 식별자(P1, P2, P3)가 예시되어 있다. 식별자(P1, P2, P3)가 표시된 버드 뷰 영상은 차량(10) 운전자가 운전석에 앉은 상태에서 빠르게 판단할 수 있도록 운전석과 조수석 사이에 배치되는 디스플레이장치 또는 네비게이터 측 디스플레이장치로 표시할 수 있다. 이들 디스플레이장치는 도 1에 도시된 디스플레이 모듈(130)에 해당한다.
센서정보 결합모듈(120)이 버드 뷰 영상과 식별자(P1, P2, P3)를 결합한 결합 영상을 디스플레이 모듈(130)에 표시하면, 운전자는 차량(10) 주변에 위치하는 승객을 직관적으로 파악할 수 있다. 이때, 식별자(P1, P2, P3)는 승객이 위치를 강조하는 상태이므로 오프 상태가 되지 않고 디스플레이 모듈(130)에서 강조된 상태로 표시되어 있다. 여기서, 차량(10) 운전자가 식별자(P1, P2, P3)를 터치 - 드래그하는 경우 센서정보 결합모듈(120)은 버드 뷰 영상에서 식별자(P1, P2, P3)의 표시를 해제하고, 차량(10) 운전자가 차량(10) 주변의 승객들을 파악했음을 인지할 수 있다.
센서정보 결합모듈(120)은 차량(10) 주변에 승객이 위치하고, 차량(10) 운전자가 식별자에 대해 별도의 액션을 취하지 않는 경우에는 스피커(140)를 통해 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다. 예컨대, 센서정보 결합모듈(120)은 "현재 승객이 승하차 중입니다", "차량 주변에 승객이 위치해 있습니다"와 같은 형태의 음성 안내 메시지를 스피커(140)로 출력할 수 있다.
이 상태에서, 운전자가 식별자를 터치 후 일 방향으로 드래그하면, 센서정보 결합모듈(120)은 음성 안내 메시지의 출력을 중단할 수 있다. 이 상태는 차량(10) 운전자가 차량(10) 주변의 승객을 인지하였다는 것을 의미하며, 운전자가 차량(10) 주변의 승객을 충분히 고려하여 운행을 할 준비가 되었다는 것을 의미하는 것이다.
도 5는 센서정보 결합모듈(120)에서 운전자가 식별자를 제거하는 방법의 일 예에 따른 참조도면을 도시한다.
도 5를 참조하면, 차량(10) 주변에는 식별자(P1, P2, P3)가 표시되고, 운전자가 식별자(P1, P2, P3)를 터치 후, D1 방향으로 드래그하면, 식별자(P1, P2, P3)가 버드 뷰 영상에서 표시 해제될 수 있다. 드래그 방향은 D1 방향 또는 D1 방향에 대한 역방향일 수 있으나, 특정 방향에 의해 한정될 필요는 없다. 식별자(P1, P2, P3)에 대한 드래그는 차량(10) 운전자가 합성 영상을 통해 승객의 위치를 파악하였음을 센서정보 결합모듈(120)에 통보하는 과정에 대응하므로 다양한 드래그 패턴이 적용될 수 있다. 요지는 드래그 방향이 아니라 식별자(P1, P2, P3)를 운전자가 인지하였다는 것을 센서정보 결합모듈(120)에 통보한다는데 있다.
도 6과 도 7은 인체감지 센서의 배치 방식에 대한 참조도면을 도시한다.
먼저, 도 6을 참조하면, 인체감지 센서(10a)는 차량(10)의 출입구 상측에 위치할 수 있다. 차량(10)의 출입구는 승객이 승차 또는 하차하는 영역으로써, 승객의 이동이 가장 빈번하다. 인체감지 센서(10a)는 차량(10)의 선루프와 도어 사이의 프레임에 설치되는 것이 가장 바람직한데, 이는 승객이 출입구를 이동 시, 차량의 측면, 예컨대, 차량(10)의 도어(11)에 인체감지 센서(10a)가 배치되는 경우, 복수의 승객 중 한 명에 의해 가려질 경우 다른 승객을 검출하기 어려운데 따른다.
또한, 도어(11)에 인체감지 센서(10a)가 배치되는 경우, 인체감지 센서(10a)는 검출 각도(예컨대 120도 내지 160)에 의해 차량(10)의 "측 후방"을 검출하기 어려울 수 있다. 그러나, 동일한 인체감지 센서(10a)를 차량(10)의 상측에 배치하고, 차량(10)의 하측을 검출하는 자세로 배치하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 차량 측면에 대해 넓은 범위의 검출 영역(S1)을 형성하게 된다. 이때의 검출각도는 90도 정도면 충분하며, 인체감지 센서(10a)의 검출 거리는 큰 의미를 갖지 않는다. 검출 거리는 차량(10)이 주정차 중인 노면에 의해 제한되므로 인체감지 센서(10a)는 검출 거리가 길고 검출 각도가 낮아도(예컨대 검출각도 90도) 차량(10)에 적용하는데 큰 무리가 없다. 만일, 도어(11)에 인체감지 센서(10a)를 설치하고, 차량(10)의 측면을 검출한다면, 검출 거리가 3미터 내지 5미터 이내의 것이어야 하고, 검출각도는 120도 이상으로 매우 넓어야 하므로 승객을 제외한 주변 장애물이나 주변 행인을 검출하여 오작동할 소지가 있다. 반면, 노면을 향해 검출하는 실시예의 인체감지 센서(10a)는 이런 문제가 거의 발생하지 않을 수 있다.
다음으로, 도 7은 인체감지 센서(10b)가 차량(10)의 후면에 배치되는 일 예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 인체감지 센서(10b)는 차량(10)의 후면 상측에 배치되어 차량(10)의 후방 전체를 검출 영역으로 확보하며, 차량(10)의 "측 후방" 까지를 검출영역으로 하므로, 도 6에 도시된 검출 영역(S1)과 중첩 영역을 형성할 수 있다. 인체감지 센서(10b)가 차량(10)의 후방은 물론, "측 후방"에 대해 중첩 영역을 형성함에 따라 차량의 측방과 후방 모두가 검출 영역에 대응하고, 인체감지 센서(10a, 10b)에 검출 각도에 따른 검출 사각지대가 발생하지 않음을 알 수 있다.
10a ∼ 10n : 카메라 20a ∼ 20n : 인체감지 센서
110 : 버드 뷰 영상모듈 120 : 센서정보 결합모듈
130 : 디스플레이 모듈

Claims (7)

  1. 차량에 설치되는 복수의 카메라로부터 광각 영상을 획득하고 이를 이용하여 버드 뷰(Bird-view) 영상을 생성하는 버드 뷰 영상모듈;
    상기 차량의 외주연 상단에 설치되며, 상기 차량의 상측에서 하측 방향을 향하는 적어도 하나의 인체감지 센서;
    상기 인체감지 센서의 검출각도가 중첩되는 중첩 영역, 및 상기 중첩 영역을 제외한 나머지 검출 영역으로 상기 인체감지 센서의 감시 영역을 구획하고, 상기 감시 영역에 대한 식별자를 상기 버드 뷰 영상에 표시하는 센서정보 결합모듈; 및
    상기 버드 뷰 영상 및 상기 식별자를 디스플레이하는 디스플레이 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식별자는,
    아이콘, 이미지 또는 플래시 이미지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식별자는,
    상기 버드 뷰 영상에서 색상 또는 휘도가 주변 영상과 차별되게 처리되는 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서정보 결합모듈은,
    상기 식별자가 일 방향으로 드래그 시, 표시 해제되는 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서정보 결합모듈은,
    상기 버드 뷰 영상에서 상기 식별자가 존재할 경우, 경고음을 생성하고, 이를 스피커로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서정보 결합모듈은,
    상기 식별자가 위치하는 감시 영역의 색상을 차별하여 상기 차량의 운전자에게 경고하는 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 식별자는,
    상기 카메라에 의해 촬상된 사람 또는 장애물의 영상인 것을 특징으로 하는 차량 승하차 안전제어 시스템.
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