KR20180082000A - 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치 및 방법 - Google Patents

타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치는, 차량에 장착되는 복수의 어라운드 뷰 카메라들과, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 기준 위치 정보를 저장하는 메모리와, 타이어별 실시간 압력 정보를 제공하는 타이어 압력 모니터링부와, 상기 타이어별 실시간 압력 정보에 따라 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 상기 기준 위치 정보를 조정하여 실시간 위치 정보를 계산하는 카메라 실시간 위치 계산부와, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들에 의해 촬영된 영상들 각각을 해당 카메라의 실시간 위치 정보 기반으로 3차원 변환하고, 상기 3차원 변환된 영상들을 합성하여 어라운드 뷰 영상를 생성하는 어라운드 뷰 생성부를 포함한다.

Description

타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치 및 방법{Apparatus and Method for AVM Calibration using Tire Press Monitoring Information}
본 발명은 차량용 어라운드뷰 기술에 관한 것으로, 특히 캘리브레이션된 영상에 기초하여 정확한 어라운드 뷰 영상을 제공할 수 있는 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근의 자동차 기술은 운전자 편의와 안전을 향상시키기 위한 방법으로 다양한 편의 시설과 이를 작동하고 제어하기 위한 장치 및 시스템이 개발되고 있으며, 특히 영상 카메라 시스템은 자동차의 광범위한 영역에서 사용되고 있다. 예컨대, 자동차의 외부에 카메라를 설치하고, 이를 이용하여 운전석 계기판의 디스플레이를 통하여 운전자가 차량 주변의 외부 영상을 확인하거나 차량 주변의 사물 및 차선 등을 인식하고 운전자에게 경고하는 등의 다양한 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
이들 중 차량의 어라운드 뷰(AVM: Around View Monitoring) 시스템은 차량의 전방위를 영상으로 보여주는 시스템으로, 통상적으로 차량의 전방/후방 및, 좌측/우측에 카메라가 각각 장착되고, 이 카메라들로부터 얻은 차량 주변의 영상을 합성하여 하나의 화면으로 디스플레이하여 운전자에게 제공한다. 이에 따라 운전자는 표시된 주변 환경을 통해 자동차의 주변 상황을 정확하게 인식할 수 있고, 사이드 미러나 백 미러를 보지 않고도 편리하게 주차를 할 수 있다.
그런데, 카메라들의 장착 오차는 개별 카메라에서 찍힌 이미지들 간의 불일치(misfit) 등과 같은 어라운드 뷰의 결함을 발생시킨다. 일례로 차량 AVM(Around View Monitor) 시스템은 차량 개발 시점에 카메라들이 최초 설계 위치 및 자세로 정확히 배치되었음을 가정하여 튜닝된 것인데, 카메라들이 다양한 외부 환경으로 인해 그 최초 설계 위치 및 자세를 유지하지 못하는 경우가 발생될 수 있다.
한편, 통상 차량의 주행중에 타이어 압력이 규정 압력보다 높으면 주행중 승차감이 불량하며 타이어 파손이 발생될 수 있고, 규정 압력보다 낮으면 조향 조작력이 커지고 타이어 사이드의 마모가 발생되기 때문에 타이어의 사이즈마다 규정 압력이 정해져 있다. 이러한 타이어 압력 변화는 차량용 AVM 카메라의 최초 설계 위치 및 자세를 변경시킬 수 있어 이로 인하여 촬영 화면이 올바르지 않고 왜곡된 화면이 수신될 수 있다. 이렇게 운전자가 실제와는 차이가 큰 왜곡된 화면을 보고 운전하는 경우에는 불필요한 차량의 충돌 등의 문제가 발생될 수 있다.
또한, 만약 차에 많은 사람이 타게 되거나, 기름을 주유할 때, 트렁크에 짐을 싣게 되면 그 무게에 의해 차가 내려 앉게 되어 왜곡된 영상이 나올 수 있다.
따라서, 타이어 압력 변화가 야기하는 어라운드 뷰 카메라의 위치 또는 각도 변화에 따른 촬영 화면 왜곡을 보정할 수 있는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 차가 잠금되어 주차되어 있는 상태에서의 타이어 압력을 기록하고 차문, 주유구 문, 트렁크가 열리고 모든 문이 잠겼을 때의 타이어 압력 변화를 측정하여 카메라 위치 변화를 보정하고 캘리브레이션함으로써 왜곡 영상을 방지할 수 있는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따라, 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치는, 차량에 장착되는 복수의 어라운드 뷰 카메라들과, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 기준 위치 정보를 저장하는 메모리와, 타이어별 실시간 압력 정보를 제공하는 타이어 압력 모니터링부와, 상기 타이어별 실시간 압력 정보에 따라 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 상기 기준 위치 정보를 조정하여 실시간 위치 정보를 계산하는 카메라 실시간 위치 계산부와, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들에 의해 촬영된 영상들 각각을 해당 카메라의 실시간 위치 정보 기반으로 3차원 변환하고, 상기 3차원 변환된 영상들을 합성하여 어라운드 뷰 영상를 생성하는 어라운드 뷰 생성부를 포함한다.
다른 실시 예에 따라, 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 방법으로, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 기준 위치 정보를 저장하는 단계와, 타이어별 실시간 압력 정보를 모니터링하는 단계와, 상기 타이어별 실시간 압력 정보에 따라 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 상기 기준 위치 정보를 조정하여 실시간 위치 정보를 계산하는 단계와, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들에 의해 촬영된 영상들 각각을 해당 카메라의 실시간 위치 정보 기반으로 3차원 변환하고, 상기 3차원 변환된 영상들을 합성하여 어라운드 뷰 영상를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 타이어 압력 변화가 야기하는 AVM 카메라의 위치 또는 각도 변화에 따른 촬영 화면 왜곡을 보정할 수 있다. 또한, 타이어 압력 변화에 따른 AVM 카메라 각각의 좌표를 (x, y, z, pan, tilt,rotate)로 표현되는 6가지 요소로 표현하여 정밀한 AVM 영상을 획득할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치를 구비하는 차량의 외관 사시도이다.
도 2a는 도 1의 차량에 부착되는 어라운드뷰 카메라의 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2a의 어라운드뷰 카메라에 촬영된 영상에 기반한 3차원 어라운드 뷰 영상 예시도이다.
도 3a는 차량에 자동차 우측 후방에 오브젝트가 위치한 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 차량의 탑승자가 없는 상태에서 3차원 어라운드 뷰 영상 예시도이다.
도 3c는 도 3a에 도시된 차량의 우측 뒷 좌석에 사람이 탑승할 경우 3차원 어라운드 뷰 영상 예시도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치의 내부 블록도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 실시간 위치 계산부의 내부 블록 구성도이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어라운드 뷰 계산부의 내부 블록 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 카메라의 좌표 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 실시간 위치 계산 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어라운드 뷰 생성 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다. 한편, 본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치는 복수의 카메라 및 타이어 압력 모니터링 시스템을 구비하고, 타이어 압력 모니터링 정보에 따라, 복수의 카메라에서 촬영된 복수의 영상을 합성/캘리브레이션하여 어라운드 뷰 영상을 제공하는 장치일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치를 구비하는 차량의 외관 사시도이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴(2FR,2FL,2RL,..) 및 차량(1)에 장착되는 복수의 어라운드 뷰 카메라(10L,10B,10R,10F)를 구비할 수 있다. 한편, 도면에서는 편의상 좌측 카메라(10L)와, 전방 카메라(10F)만 도시된다. 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)는 차량의 속도가 소정 속도 이하인 경우, 또는 차량이 추진하는 경우, 활성화되어, 각각 촬영 영상을 획득할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 경우에 따라서 속도 변화가 없는 주행중에도 운전자의 요청 또는 미리 설정됨에 따라, 활성화될 수 있다.
도 2a는 도 1의 차량에 부착되는 어라운드뷰 카메라의 위치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 어라운드뷰 카메라에 촬영된 영상에 기반한 3차원 어라운드 뷰 영상 예시도이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)은 각각 차량의 좌측, 후방, 우측 및 전방에 배치될 수 있다. 특히, 좌측 카메라(10L)와 우측 카메라(10R)는 각각 좌측 사이드 미러를 둘러싸는 케이스와 우측 사이드 미러를 둘러싸는 케이스 내에 배치될 수 있다. 한편, 후방 카메라(10B)와 전방 카메라(10F)는, 각각 트렁크 스위치 부근 및 앰블럼 또는 앰블럼 부근에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)에서 촬영된 각각의 복수의 영상들은 차량(1) 내에 장착된 프로세서(도 3a의 30 및 40에 해당) 등에 전달되고, 프로세서는 복수의 영상을 조합하여, 어라운드뷰 영상을 생성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서는 차량(1) 내부에 설치된 것으로 설명되었으나, 이는 예시일 뿐이고 소프트웨어의 형태로 구현되어 차량의 ECU에 탑재되거나, 또는 이동형 장치로서 구현되는 것도 가능하다.
도 2b를 참조하면, 3차원 어라운드뷰 영상은 좌측 카메라로부터(10L)의 제1 영상 영역(3Li), 후방 카메라(10B)로부터의 제2 영상 영역(3Bi), 우측 카메라(10R)로부터의 제3 영상 영역(3Ri), 전방 카메라(10F)로부터의 제4 영상 영역(3Fi)이 3차원 영상으로 합성된 상태로 생성된다.
도 3a는 차량에 자동차 우측 후방에 오브젝트가 위치한 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 차량의 탑승자가 없는 상태에서 3차원 어라운드 뷰 영상을 예시하고, 도 3c는 도 3a에 도시된 차량의 우측 뒷 좌석에 사람이 탑승할 경우 3차원 어라운드 뷰 영상 예시도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 차량 우측 후방에 정육면체의 오브젝트(4)를 놓아두면, 도 3b에 도시된 바와 같은 어라운드 뷰 영상이 생성된다. 즉, 3차원 어라운드 뷰 영상에는 3차원 정육면체 영상(4i)이 정합이 잘 된 상태로 표현된다. 그런데, 도 3c에 도시된 바와 같이 오른쪽 뒷 자석에 사람이 탑승하여 우측 후방 타이어 쪽의 차체가 주저앉게 되면, 도 3b와 같이 정합이 잘 되었던 어라운드 뷰 영상의 스티칭(Stitching)이 어긋나게 된다. 즉, 도 3c에 도시된 바와 같이 정육면체(4i-1, 4i-2)가 두 개의 영상으로 정합이 좋지 않은 상태로 보이게 된다. 즉, 하나 이상의 타이어의 공기압이 다른 타이어들의 공기압과 차이가 커지면 차량은 한 방향으로 기울어지게 되며, 이로 인하여 차량에 장착된 카메라들을 통하여 수신되는 화면 또한 기울어지고 실제 상황과는 잘 맞지 않는 화면이 수신된다. 이렇게 운전자가 실제와는 차이가 큰 화면을 보고 운전하는 경우에는 불필요한 차량의 충돌 등의 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명은 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치는 복수의 카메라 및 타이어 압력 모니터링 시스템을 구비하고, 타이어 압력 모니터링 정보에 따라, 복수의 카메라에서 촬영된 복수의 영상을 조합/캘리브레이션하여 3차원 어라운드 뷰 영상을 제공할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치의 내부 블록도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 실시간 위치 계산부의 내부 블록 구성도이고, 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어라운드 뷰 생성부의 내부 블록 구성도이고, 도 5a 및 도 5b는 카메라의 삼차원 직교 좌표계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치(이하 '장치'로 기재함)는 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F), 타이어 압력 모니터링부(20), 카메라 실시간 위치 계산부(30), 어라운드 뷰 생성부(40) 및 메모리(50)를 포함할 수 있다.
복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)은 어라운드 뷰 영상을 제공하기 위해 좌측, 우측, 전방, 후방에 설치되어 차량 주변의 영상을 획득하는 카메라이다.
메모리(50)는 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각에 대한 기준 위치 정보 및 실시간 위치 정보를 저장한다. 이때, 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 기준 위치 정보 및 실시간 위치 정보는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 카메라의 렌즈를 중심으로 3개의 축으로 구성된 삼차원 직교 좌표계에서의 좌표 요소들 x, y, z와, 카메라의 팬(pan), 틸트(tilt), 로테이트(rotate)의 값을 요소들로 포함시켜, 6개의 좌표 요소들로 구성되는 좌표값 (x, y, z, pan, tilt, rotate)으로 표현될 수 있다. 여기서, 팬(Pan)은 z축을 중심으로 카메라의 회전 각도를 의미하고, 틸트(Tilt)는 x축을 중심으로 카메라의 회전 각도를 의미하고, 로테이트(Rotate)는 y축을 중심으로 카메라 회전 각도를 의미한다.
타이어 압력 모니터링부(20)는 전방 좌측 타이어 압력 변화랑 측정부(21), 전방 우측 타이어 압력 측정부(22), 후방 좌측 타이어 압력 변화 측정부(23) 및 후방 우측 타이어 압력 변화량 측정부(24)를 포함하여, 차량의 바퀴들(2FR,2FL,2RL,..) 각각의 변화를 모니터링하여, 차량의 운행, 정지 상태, 주차 후 운전자 없는 상태 및 운전자 탑승후 차량 문이 닫힌 상태 중 적어도 하나의 상태에서의 타이어의 압력을 측정하여 카메라 실시간 위치 계산부(30)에 전달한다. 타이어 압력 모니터링부(20)는 차량의 바퀴(2FR,2FL,2RL,..) 각각의 타이어에 장착된 RFID(radio frequency identification system) 센서를 이용하여 타이어의 압력을 측정하여 무선으로 차량의 타이어의 압력 정보를 실시간으로 제공할 수 있다.
카메라 실시간 위치 계산부(30)는 타이어 압력 모니터링부(20)로부터 전송되는 타이어별 실시간 압력 정보에 따라 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각에 각각에 대한 기준 위치 정보를 조정하여 실시간 위치 정보를 계산한다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 카메라 실시간 위치 계산부(30)는 무선 인테페이스부를 통해 타이어 압력 모니터링부(20)로부터 타이어 압력 모니터링 정보를 수신할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 카메라 실시간 위치 계산부(30)는 상세하게는 높이 변화 인지부(31) 및 카메라 좌표 변경부(32)를 포함한다. 높이 변화 인지부(31)는 타이어별 실시간 압력 정보로부터 타이어들 각각의 높이 변화 및 차체를 지탱해주는 쇼바(shock observer)의 높이 변화를 예측하여 차량의 바퀴들(2FR,2FL,2RL,..) 각각에 연결된 차체의 높이 변화값을 인지한다.
카메라 위치 좌표 변경부(32)는 인지된 차체의 높이 변화값에 따라 삼각함수를 이용하여 메모리(50)에 저장된 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 기준 좌표로부터 변경된 좌표를 산출한다. 상세하게는, 위치 변화량 산출부(32a)가 높이 변화 인지부(310)에 의해 인지된 변화된 차체 높이로부터 삼각함수를 사용하여 구한 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 위치 변화량(△x, △y, △z, △pan, △tilt, △rotate)을 산출한다. 변경 좌표 계산부(32b)는 산출된 위치 변화량(△x, △y, △z, △pan, △tilt, △rotate)을 메모리(50)에 저장된 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)의 기준 위치 좌표 (x, y, z, pan, tilt, rotate)의 요소들 각각에 부가하여 변화된 실시간 위치 좌표 (x′, y′, z′, pan′, tilt′, rotate′)를 산출한다. 즉, 변화된 실시간 위치 좌표 (x′, y′, z′, pan′, tilt′, rotate′)는 (x + △x, y + △y, z + △z, pan + △pan, tilt + △tilt, rotate + △rotate)로 산출될 수 있다.
어라운드 뷰 생성부(40)는 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)에 의해 촬영된 영상들 각각을 해당 카메라의 현재 위치 정보 기반으로 3차원 변환하고, 3차원 변환된 영상들을 합성하여 어라운드 뷰 영상을 생성한다.
도 4c를 참조하면, 어라운드 뷰 영상 생성부(40)는 영상 픽셀 좌표 변환부(41) 및 영상 캘리브레이션부(42)를 포함한다.
영상 픽셀 좌표 변환부(41)는 영상들 각각을 구성하는 픽셀(pixel)들 각각을 해당 카메라의 실시간 위치 정보를 이용하여 3차원 좌표로 변환한다. 예컨대, 각 영상의 픽셀을 카메라의 실시간 위치 정보롤 기준으로 하여 (x, y, z, pan, tilt, rotate)의 형태를 가지는 좌표값으로 변환할 수 있다.
영상 캘리브레이션부(42)는 각 픽셀 정보가 3차원 좌표 변환된 영상들을 3차원 합성(Stitching)하여 하나의 영상 프레임(frame)이 구성되도록 캘리브레이션(calibraiton)한다. 즉, 영상 캘리브레이션부(42)는 전방 이미지, 후방 이미지, 좌측 이미지, 및 우측 이미지를 합성하여 차량 주변에 관한 차량의 정면을 기준으로 360°를 표현하는 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 그러면, 어라운드 카메라의 위치가 변경되더라도, 도 3c에 도시된 바와 같이 비정합된 상태의 정육면체가 도 3b에 도시된 바와 같이 정합된 상태로 캘리브레이션된 3차원 어라운드 뷰 영상이 생성될 수 있다.
이와 같이 생성된 3차원 어라운드 뷰 영상은 차량에 장착된 디스플레이 수단에 디스플레되거나, 메모리에 저장되거나, 통신부를 통해 외부로 전송될 수 있다. 디스플레이 수단(미도시)는 어라운드 뷰 생성부(40)에서 생성된 어라운드 뷰 영상을 표시할 수 있다. 한편, 어라운드 뷰 영상 표시시, 다양한 사용자 유저 인터페이스를 제공하는 것도 가능하며, 제공되는 유저 인터페이스에 대한 터치 입력이 가능한 터치 센서를 구비하는 것도 가능하다. 한편, 디스플레이 수단은 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 디스플레이(60)가 HUD 인 경우, 차량(1)의 전면 유리에 영상을 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 위치 조정 단계를 설명하기 위한 순서도이고, 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어라운드 뷰 생성 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a를 참조하면, 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치(이하 '장치'로 기재함)는 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 기준 위치 정보를 저장한다(S110). 이때, 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 기준 위치 정보는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 카메라의 렌즈를 중심으로 3개의 축으로 구성된 삼차원 직교 좌표계에서의 좌표 요소들 x, y, z와, 카메라의 팬(pan), 틸트(tilt), 로테이트(rotate)의 값을 요소들로 포함시켜, 6개의 좌표 요소들로 구성되는 좌표값 (x, y, z, pan, tilt, rotate)으로 표현될 수 있다.
장치는 차량의 바퀴들(2FR,2FL,2RL,..) 각각의 변화를 모니터링하여, 차량의 운행중에 타이어의 압력과 온도를 획득한다(S120). 즉, 타이어 압력 모니터링부(20)는 차량의 바퀴(2FR,2FL,2RL,..) 각각의 타이어에 장착된 RFID(radio frequency identification system) 센서를 이용하여 타이어의 온도와 압력을 측정하여 무선으로 차량의 타이어의 압력과 온도 정보를 실시간으로 제공한다.
장치는 타이어별 실시간 압력 정보에 따라 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각에 각각에 대한 위치 정보를 조정한다(S130).
도 6b를 참조하면, 장치는 타이어별 실시간 압력 정보로부터 타이어들 각각의 높이 변화 및 차체를 지탱해주는 쇼바(shock observer)의 높이 변화를 예측하여 차량의 바퀴들(2FR,2FL,2RL,..) 각각에 연결된 차체의 높이 변화값을 인지한다(S131). 그런 후, 장치는 인지된 차체의 높이 변화값에 따라 삼각함수를 이용하여 메모리(50)에 저장된 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 기준 좌표로부터 변경된 좌표를 산출한다(S132~S133). 상세하게는, 장치는 인지된 변화된 차체 높이로부터 삼각함수를 사용하여 구한 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F) 각각의 위치 변화량(△x, △y, △z, △pan, △tilt, △rotate)을 산출한다(S132). 그런 후, 장치는 산출된 위치 변화량(△x, △y, △z, △pan, △tilt, △rotate)을 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)의 기준 위치 좌표 (x, y, z, pan, tilt, rotate)의 요소들 각각에 부가하여 변화된 위치 좌표 (x′, y′, z′, pan′, tilt′, rotate′)를 산출한다(S133). 즉, 변화된 위치 좌표 (x′, y′, z′, pan′, tilt′, rotate′)는 (x + △x, y + △y, z + △z, pan + △pan, tilt + △tilt, rotate + △rotate)로 산출될 수 있다.
다시 도 6a를 참조하면, 장치는 복수의 어라운드 뷰 카메라들(10L,10B,10R,10F)에 의해 촬영된 영상들 각각을 해당 카메라의 현재 위치 정보 기반으로 3차원 변환하고, 3차원 변환된 영상들을 합성하여 어라운드 뷰 영상을 생성한다(S140). 즉, 도 6c를 참조하면, 장치는 영상들 각각을 구성하는 픽셀(pixel)들 각각을 해당 카메라의 위치 정보를 이용하여 3차원 좌표로 변환한다(S141). 그런 후, 장치는 각 픽셀 정보가 3차원 좌표 변환된 영상들을 3차원 합성(Stitching)하여 하나의 영상 프레임(frame)이 구성되도록 캘리브레이션(calibraiton)한다(S142). 즉, 전방 이미지, 후방 이미지, 좌측 이미지, 및 우측 이미지를 합성하여 차량 주변에 관한 차량의 정면을 기준으로 360°를 표현하는 3차원 이미지를 생성할 수 있다.

Claims (5)

  1. 차량에 장착되는 복수의 어라운드 뷰 카메라들과,
    상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 기준 위치 정보를 저장하는 메모리와,
    타이어별 실시간 압력 정보를 제공하는 타이어 압력 모니터링부와,
    상기 타이어별 실시간 압력 정보에 따라 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각에 대한 상기 기준 위치 정보를 조정하여 실시간 위치 정보를 계산하는 카메라 실시간 위치 계산부와,
    상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들에 의해 촬영된 영상들 각각을 해당 카메라의 실시간 위치 정보 기반으로 3차원 변환하고, 상기 3차원 변환된 영상들을 합성하여 어라운드 뷰 영상를 생성하는 어라운드 뷰 생성부를 포함함을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각의 위치 정보는
    삼차원 직교 좌표계의 좌표 요소들 x, y, z와, 카메라의 팬(pan), 틸트(tilt), 로테이트(rotate)의 값들을 그 좌표 요소들로 포함하는 좌표 (x, y, z, pan, tilt, rotate)로 표현됨을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 카메라 실시간 위치 계산부는
    상기 타이어별 실시간 압력 정보로부터 타이어의 높이 변화 및 차체를 지탱해주는 쇼바(shock observer)의 높이 변화를 예측하여 각 바퀴들에 연결된 차체의 높이 변화값을 인지하는 높이 변화 인지부와,
    상기 인지된 차체의 높이 변화값에 따라 삼각함수를 이용하여 상기 메모리에 저장된 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각의 기준 위치 좌표로부터 변경된 실시간 위치 좌표를 산출하는 카메라 좌표 변경부를 포함함을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 카메라 좌표 변경부는
    상기 높이 변화 인지부에 의해 인지된 변화된 차체 높이로부터 삼각함수를 사용하여 구한 상기 복수의 어라운드 뷰 카메라들 각각의 위치 변화량(△x, △y, △z, △pan, △tilt, △rotate)을 산출하는 좌표 변화량 산출부와,
    상기 산출된 위치 변화량(△x, △y, △z, △pan, △tilt, △rotate)을 상기 메모리 저장된 복수의 어라운드 뷰 카메라들의 기준 위치 좌표 (x, y, z, pan, tilt, rotate)의 요소들 각각에 부가하여 변화된 위치 좌표 (x′, y′, z′, pan′, tilt′, rotate′)를 산출하는 변경 좌표 계산부를 포함함을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 어라운드 뷰 영상 생성부는
    상기 영상들 각각을 구성하는 픽셀(pixel)들 각각을 해당 카메라의 실시간 위치 정보를 이용하여 3차원 좌표로 변환하는 영상 픽셀 좌표 변환부와,
    상기 3차원 좌표 변환된 픽셀 정보를 이용하여 영상들을 3차원 합성(Stitching)하여 하나의 영상 프레임(frame)이 구성되도록 캘리브레이션(calibraiton)하는 영상 캘리브레이션부를 포함함을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 정보를 이용한 차량용 어라운드뷰 캘리브레이션 장치.
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