KR20200058012A - 제스처를 이용한 avn 컨트롤 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ToF 센서 및 카메라를 이용해 사용자의 몸짓을 3차원으로 인식하여 AVN 시스템을 컨트롤할 수 있는 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템은 차량의 내부에서 운전자의 신체동작을 감지하는 동작감지부와, 상기 동작감지부의 감지정보를 통해 운전자의 제스처를 분석하여 AVN 시스템의 제어 명령을 입력하는 제어명령 입력부를 포함한다.

Description

제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템 {AVN control system using gestures}

본 발명은 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ToF 센서 및 카메라를 이용해 사용자의 몸짓을 3차원으로 인식하여 AVN 시스템을 컨트롤할 수 있는 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템에 관한 것이다.

자동차에는 차량의 주행을 보조하거나, 운행 환경 개선을 위해 AVN(Audio Video Navigation) 시스템이 마련되어 있다.

이러한 AVN 시스템은 차량의 운행 중 음악이나 라디오를 청취할 수 있거나, 목적지를 향하는 방향을 안내하는 등 운전자의 주행 환경을 개선하도록 마련된다.

종래의 AVN 시스템은 동작 제어를 위해 버튼이나 다이얼이 주로 사용되었으며, 최근 터치 스크린에 대한 기술이 발전함에 따라 차량의 디스플레이 상에서 직접 터치하여 제어신호를 입력하도록 하고 있으며, 일부 차량의 경우에는 AVN 시스템의 제어신호 입력을 위한 버튼이 자동차의 조향을 제어하는 핸들에 마련되기도 한다.

그런데 종래의 제어방식에서는 운전자가 제어신호의 입력을 위해 정확한 위치의 버튼 또는 디스플레이 상에서의 입력 위치를 터치해야 하기 때문에 운전 중 제어신호 입력을 위해 해당 버튼이나 디스플레이의 위치를 확인해야만 하므로 운전 중 시야 분산이 이루어질 수 밖에 없는 문제가 있었다.

이러한 시야 분산은 고속으로 주행 중인 차량의 주행 안전성을 저해하는 원인이 될 수 있기 때문에 주행 안전성을 저해하지 않으면서도 차량의 AVN 시스템을 컨트롤할 수 있는 시스템의 개발이 필요했다.

한국 공개특허공보 제10-1997-0003262호 : 카 오디오 음량 조정 방법 및 그 시스템

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 거리센서와 싱글카메라를 통해 운전자의 손동작을 3차원으로 감지하고, 이를 바탕으로 운전자의 손동작을 통해 AVN 시스템을 컨트롤할 수 있는 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템은 차량의 내부에서 운전자의 신체동작을 감지하는 동작감지부와, 상기 동작감지부의 감지정보를 통해 운전자의 제스처를 분석하여 AVN 시스템의 제어 명령을 입력하는 제어명령 입력부를 포함한다.

상기 동작감지부는 운전자의 신체동작을 감지할 수 있도록 설치되는 하나의 ToF 센서와, 상기 ToF 센서와 인접한 위치에서 운전자의 신체를 촬영하는 하나의 카메라모듈과, 상기 ToF 센서의 감지정보와 카메라모듈의 촬영영상을 조합해 운전자의 신체 동작을 3차원 영상으로 구현하는 제스처 구현부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 동작감지부는 상기 ToF 센서와 카메라모듈 및 상기 ToF 센서와 카메라모듈의 정보를 무선으로 전송하기 위한 제1 무선통신부가 마련된 이동식 촬영본체를 더 구비하고, 상기 제1 무선통신부의 송신신호를 수신하는 제2 무선통신부가 상기 제스처 구현부에 수신정보를 전달할 수 있도록 마련되며, 상기 제스처 구현부는 상기 제어명령 입력부로 생성정보를 전달할 수 있도록 유선 또는 무선 연결될 수 있다.

본 발명의 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템은 운전자의 제스처를 통해 AVN 시스템의 컨트롤이 이루어질 수 있기 때문에 운전자가 주행중 도로상황에 시야를 집중할 수 있으므로 주행 안전성이 상승하는 이점이 있다.

아울러 본 발명의 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템은 단일 카메라와 거리센서를 통해 운전자의 손동작을 3차원으로 인지할 수 있으므로 운전자의 손동작에 대한 인식 오류가 감소하고, 동작감지유닛의 크기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템의 일 실시예를 표시한 개념도,
도 2는 도 1의 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템의 구성을 표시한 블럭도,

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템은 차량의 내부에서 운전자의 신체동작을 감지하는 동작감지부와, 상기 동작감지부의 감지정보를 통해 운전자의 제스처를 분석하고, AVN 시스템의 제어명령을 입력하는 제어명령 입력부를 포함한다.

통상적으로 자동차의 경우 핸들의 일측에 디스플레이를 포함하는 AVN 시스템이 마련되는데, AVN 시스템은 디스플레이를 통해 비디오를 출력하거나 네비게이션의 지도정보를 출력한다. 아울러 다수의 조작버튼이 마련되거나 디스플레이가 터치스크린으로 형성되어 스피커에서 출력되는 소리의 크기를 제어하거나 라디오 주파수 선택 또는 재생되는 오디오의 종류를 선택하는 입력수단으로 작동한다.

상기 동작감지부는 디스플레이와 인접한 위치에 마련되어 운전자가 버튼 또는 스크린을 직접 터치하지 않고 손동작 만으로 제어명령을 입력하도록 하기 위한 것으로서, 운전자의 손동작을 3차원 영상으로 인식하고, 인식된 손동작에 따라 제어명령을 입력하게 된다.

통상적으로 3차원 영상을 취득하기 위해서는 소정간격 이격된 두 개의 카메라를 통해 영상을 취득하지만 이 경우 소정 거리 이격된 위치의 두 개의 카메라를 구비해야 하기 때문에 영상 취득 수단의 크기가 커지고, 장착 위치에 제한이 생길 수 밖에 없다.

따라서 본 발명의 동작감지부는 ToF 센서와 하나의 카메라모듈 및 제스처 구현부를 포함한다.

ToF 센서에서는 다수의 광신호를 출력하고, 광신호가 운전자의 손에 반사되어 입력되는 입력신호를 통해 운전자의 손에 대한 깊이정보를 취득한다.

그리고 카메라모듈에서는 운전자의 손 모양의 영상을 촬영하여 영상정보를 취득한다.

상기 제스처 구현부는 ToF 센서에서 감지한 깊이정보와 카메라모듈에서 촬영한 손동작의 영상정보를 조합하여 운전자의 손동작을 3차원 형상으로 구현한다. 3차원 형상으로 구현된 영상을 통해 운전자가 손을 펴고있는지 또는 어떤 손가락을 구부린 상태인지의 여부를 판단할 수 있으며, 손을 좌우로 흔들거나 특정 방향으로 손을 움직이는지의 여부를 판단할 수 있게 3차원 입체 영상을 구현한다.

상기 제어명령 입력부는 제스처 구현부에서 생성된 3차원 영상정보를 전달받으며, 구현된 영상정보를 통해 운전자가 취하는 손동작을 구분하고, 해당 손동작에 대응하는 입력신호를 AVN 시스템에 입력한다.

예를 들어 운전자가 주먹을 쥐었다가 손을 펴는 동작을 반복하면 AVN 시스템의 전원을 켜거나 끄도록 신호를 입력한다.

그리고 손가락 하나를 좌우로 흔드는 손동작을 취하면 스피커에서 출력되는 소리의 볼륨을 높이고 손가락 두개를 벌린 상태로 흔드는 제스처는 볼륨을 낮추도록 신호를 입력한다.

손을 세운 상태에서 좌측 또는 우측으로 움직이면 재생되는 플레이 리스트의 전단계 혹은 다음단계로 이동하도록 신호를 입력하고, 라디오의 경우 채널을 변경하는 신호로 작동할 수 있다.

이러한 입력신호의 종류는 미리 설정된 손동작을 운전자가 익혀 사용할 수도 있고, 운전자가 원하는 손동작으로 설정을 하여 운전자가 원하는 손동작과 제어신호를 동기화할 수도 있다.

도 2에는 본 발명의 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 경우 동작감지부가 ToF 센서와 카메라모듈 및 제1 무선통신부를 포함하는 이동식 촬영본체를 구비할 수 있다.

이동식 촬영본체는 차량에 내장되지 않고, 운전자가 원하는 위치에 옮겨 장착할 수 있도록 이동 가능한 유닛 형태로 형성되어 있으며, 차량에 부착할 수 있게 별도의 접착수단이나 고정수단을 포함할 수 있다.

앞선 실시예의 경우 좌측에 핸들이 달려 있는 차량의 경우 동작감지부가 AVN 시스템의 디스플레이와 인접하도록 마련되어 있으므로 운전자의 오른손으로 제스처를 입력하기 용이하다.

그러나 운전자에 따라서 왼손으로 제스처를 입력하는게 더 편하거나 운전자의 신체적 필요에 다라 제스처를 입력하기 위한 손의 위치가 다를 수 있으므로, 별도의 유닛 형태로 형성된 이동식 촬영본체를 운전자가 원하는 지점에 장착하고, 해당 지점에서 손동작을 통해 제어신호를 입력하도록 할 수 있다.

이 때, 제1 무선통신부는 ToF 센서에서 감지된 깊이정보와 카메라모듈에서 촬영한 영상정보를 송신하며 제2 무선통신부가 제1 무선통신부에서 송신된 정보를 수신하여 제스처구현부로 전달한다.

제스처구현부는 앞선 실시예에서 설명한 것처럼 ToF 센서와 카메라모듈의 정보를 바탕으로 3차원으로 운전자의 손동작을 구현하고, 구현된 정보를 제어명령 입력부로 전달한다.

제어명령 입력부에서는 입력된 제스처를 분석하여 입력된 제스처에 해당하는 제어신호를 AVN 시스템으로 입력한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템은 운전자가 AVN 시스템의 제어를 위해 직접 버튼을 누르거나 터치스크린을 터치하지 않고 손동작만으로 제어신호를 입력할 수 있기 때문에 운전 중 시선을 AVN 시스템 측으로 빼앗기지 않고도 용이하게 AVN 시스템을 컨트롤할 수 있어 운전 중 사고 발생 위험을 현저하게 낮출 수 있으며, ToF 센서를 통해 하나의 카메라모듈 만으로 3차원 입체 영상을 인지할 수 있어 제스처를 감지하는 감지수단의 구조를 단순화할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 차량의 내부에서 운전자의 신체동작을 감지하는 동작감지부와;
   상기 동작감지부의 감지정보를 통해 운전자의 제스처를 분석하여 AVN 시스템의 제어 명령을 입력하는 제어명령 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 동작감지부는 운전자의 신체동작을 감지할 수 있도록 설치되는 하나의 ToF 센서와,
   상기 ToF 센서와 인접한 위치에서 운전자의 신체를 촬영하는 하나의 카메라모듈과,
   상기 ToF 센서의 감지정보와 카메라모듈의 촬영영상을 조합해 운전자의 신체 동작을 3차원 영상으로 구현하는 제스처 구현부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 동작감지부는 상기 ToF 센서와 카메라모듈 및 상기 ToF 센서와 카메라모듈의 정보를 무선으로 전송하기 위한 제1 무선통신부가 마련된 이동식 촬영본체를 더 구비하고,
   상기 제1 무선통신부의 송신신호를 수신하는 제2 무선통신부가 상기 제스처 구현부에 수신정보를 전달할 수 있도록 마련되며,
   상기 제스처 구현부는 상기 제어명령 입력부로 생성정보를 전달할 수 있도록 유선 또는 무선 연결된 것을 특징으로 하는
   제스처를 이용한 AVN 컨트롤 시스템.
   

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