KR20220152590A - 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법 - Google Patents

차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치는, 차량에 설치되어 차량의 외측 주변을 촬영하는 촬영부, 상기 차량 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부, 상기 차량의 속도를 감지하는 차속 감지부, 알람부, 및 상기 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 상기 차량의 속도가 정지 상태인 경우, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어가 중립 상태를 유지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법{APPARATUS FOR PREVENTING ACCIDENTS CAUGHT IN VEHICLE DOOR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 도어를 닫을 때 차량 바디와 차량 도어 사이에 사용자의 신체 일부가 끼이는 사고, 또는 사용자가 착용하고 있던 물건이 끼이는 사고의 발생을 방지할 수 있도록 하는, 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 출시되는 자동차들은 도어에 편의사항 기술이 많이 적용되어 있다.
예컨대 통학용 차량 및 SUV(Sports Utility Vehicle) 등 밴 타입 자동차의 경우 자동 슬라이딩 도어가 많이 적용되어 있으며, 고급 승용차의 경우 고스트 도어 클로징(예 : 차량의 도어를 살짝만 닫아도 덜 닫힌 도어를 자동으로 부드럽게 닫아주는 기능)과 같은 기능이 적용되어 있다.
이러한 기술이 적용되어 있지만 차량 도어 끼임 사고는 여전히 발생하고 있다. 이러한 차량 도어 끼임 사고가 발생할 경우, 영유아나 노약자는 대처를 하지 못하고 2차 사고의 우려도 높은 편이다.
이에 따라 종래에는 이러한 차량 도어 끼임 사고를 보완하기 위해 끼임 상황 발생 시 운전자에게 알람을 주고 있다. 그러나 종래에는 큰 물체의 끼임으로 도어가 닫히지 않는 경우에만 도어가 열려 있다는 신호를 차량 계기판에 알람을 주는 방식이며, 사용자의 신체 일부(예 : 손가락, 머리카락 등)나 사용자가 착용하는 물체(예 : 옷, 가방끈, 신발끈 등)가 크지 않을 경우에는 차량 도어 끼임을 인지하지 못하는 문제점이 있다.
또한 차량 도어 끼임 사고를 인지하지 못한 운전자가 그대로 주행하는 경우에는 2차 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서 크지 않은 물체가 차량 도어에 끼이더라도 이를 기존보다 정확하게 감지하여 알람하고, 사용자의 신체 일부(예 : 손가락, 머리카락 등)나 사용자가 착용하는 물체(예 : 옷, 가방끈, 신발끈 등)가 도어에 끼인 경우 영상 인지를 통해 자동으로 차량의 출발을 막고 알람을 발생함으로써 2차 사고를 방지할 수 있도록 하는 기술이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0096514호(2016.08.16. 공개, 차량문 끼임 경보장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 도어를 닫을 때 차량 바디와 차량 도어 사이에 사용자의 신체 일부가 끼이는 사고, 또는 사용자가 착용하고 있던 물건이 끼이는 사고의 발생을 방지할 수 있도록 하는, 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치는, 차량에 설치되어 차량의 외측 주변을 촬영하는 촬영부, 상기 차량 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부, 상기 차량의 속도를 감지하는 차속 감지부, 알람부, 및 상기 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 상기 차량의 속도가 정지 상태인 경우, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어가 중립 상태를 유지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 영상에서 적어도 하나의 객체를 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 객체가 상기 도어에 끼인 승객인 경우, 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우, 및 상기 도어에 물체가 끼인 경우 중 적어도 하나를 상기 도어에 객체가 끼인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 도어에 승객이 끼인 경우 및 상기 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우 중 적어도 하나의 경우에 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 상기 기어를 중립 상태로 유지할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 도어에 물체만 끼인 경우, 상기 알람부를 통해 알람을 출력할 수 있다.
본 발명에서 차량 내부의 통신을 위한 통신부, 기어를 제어하는 기어 제어부를 더 포함하고, 상기 도어에 승객이 끼인 경우 및 상기 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우 중 적어도 하나의 경우, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 기어의 중립 유지 명령을 상기 기어 제어부로 전송함으로써, 상기 기어가 N단에서 D단으로 바뀌지 않도록 제어할 수 있다.
본 발명은 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 상기 도어에 끼인 객체에 대한 바운딩 박스(bounding box)를 생성하고, 상기 바운딩 박스를 라벨링함으로써 상기 도어에 객체가 끼인 학습 데이터를 생성하는 학습 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 학습 데이터 생성부는, 상기 도어에 끼인 객체에 대한 데이터와 라벨을 포함하는 실제 학습 데이터에서 상기 라벨을 기초로 상기 데이터를 변형하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성하고, 상기 실제 학습 데이터 및 상기 적어도 하나의 가상 데이터와 상기 라벨을 맵핑(mapping)한 가상 학습 데이터를 학습 데이터로 생성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량 도어 끼임 방지 방법은, 제어부가, 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 차량의 속도가 정지 상태인 경우, 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하는 단계, 및 상기 제어부가 상기 도어에 객체의 끼임 여부에 따라 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어를 중립 상태로 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 영상에서 적어도 하나의 객체를 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 객체가 상기 도어에 끼인 승객인 경우, 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우, 및 상기 도어에 물체가 끼인 경우 중 적어도 하나를 상기 도어에 객체가 끼인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명은 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어를 중립 상태로 유지하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 도어에 승객이 끼인 경우 및 상기 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우 중 적어도 하나의 경우에 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 상기 기어를 중립 상태로 유지할 수 있다.
본 발명은 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어를 중립 상태로 유지하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 도어에 물체만 끼인 경우, 상기 알람부를 통해 알람을 출력할 수 있다.
본 발명은 학습 데이터 생성부가 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 상기 도어에 끼인 객체에 대한 바운딩 박스(bounding box)를 생성하고, 상기 바운딩 박스를 라벨링함으로써 상기 도어에 객체가 끼인 학습 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 학습 데이터를 생성하는 단계에서, 상기 학습 데이터 생성부는, 상기 도어에 끼인 객체에 대한 데이터와 라벨을 포함하는 실제 학습 데이터에서 상기 라벨을 기초로 상기 데이터를 변형하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성하고, 상기 실제 학습 데이터 및 상기 적어도 하나의 가상 데이터와 상기 라벨을 맵핑(mapping)한 가상 학습 데이터를 학습 데이터로 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법은, 차량 도어를 닫을 때 차량 바디와 차량 도어 사이에 사용자의 신체 일부가 끼이는 사고, 또는 사용자가 착용하고 있던 물건이 끼이는 사고의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법은, 크지 않은 물체가 차량 도어에 끼이더라도 이를 기존보다 정확하게 감지하여 알람하고, 사용자의 신체 일부나 사용자가 착용하는 물체가 도어에 끼인 경우 영상 인지를 통해 자동으로 차량의 출발을 막고 알람을 발생함으로써 2차 사고를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 설치되는 촬영부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바디와 차량 도어 사이에 객체가 끼인 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치를 개략적으로 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 설치되는 촬영부를 설명하기 위한 예시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바디와 차량 도어 사이에 객체가 끼인 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치(100)는, 도어 개폐 감지부(110), 차속 감지부(120), 촬영부(130), 알람부(140), 저장부(150), 통신부(160), 기어 제어부(170), 및 제어부(180)를 포함한다.
촬영부(130)는 차량에 설치되어 차량의 외측 주변을 촬영하기 위한 것으로, 복수의 카메라를 포함할 수 있다. 촬영부(130)는 적어도 4대의 카메라를 포함할 수 있다. 촬영부(130)는 차량의 전방, 후방, 좌측면 및 우측면에 각각 설치될 수 있다. 이때, 촬영부(130)는 차량의 도어 측방을 촬영할 수 있도록 차량 외부의 적절한 위치, 예컨대 사이드 미러나 도어 상측에 설치될 수 있다. 또한, 촬영부(130)는 자동차의 상부에 설치될 수 있다. 촬영부(130)는 카메라를 360도 회전시키는 구동수단을 포함할 수 있다.
예를 들면, 촬영부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 차량(10)의 전방, 후방, 좌측면 및 우측면에 최소 4개가 장착될 수 있고, 어라운드뷰와 같은 기능을 제공할 수 있다. 차량(10)에서 어라운드뷰를 이용해서 360도 관찰이 가능하며 차량 도어에 있는 촬영부(130)를 통해 사람의 승하차를 확인할 수 있다.
촬영부(130)는 차량 내부에서 출입구 방향, 차량 출입구를 통한 승객 승하차 방향에 대한 수직방향, 차량의 앞쪽에서 출입구 방향, 차량의 뒤쪽에서 출입구 방향 중에서 선택되는 하나 이상의 위치에 장착될 수 있다.
도어 개폐 감지부(110)는 차량 도어의 오픈(open) 및 차량 도어의 클로즈(close)를 감지할 수 있다. 도어 개폐 감지부(110)는 차량 도어의 개폐(즉, 도어의 오픈 및 클로즈)를 감지하기 위한 스위치(미도시)나 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
차속 감지부(120)는 차량의 속도를 감지할 수 있다. 이러한 차속 감지부(120)는 차량속도계(미도시), GPS(미도시), 및 가속도센서(미도시) 등을 포함할 수 있다. 차량속도계는 차량 내에 자체적으로 부착되어 차량의 속도를 표시장치를 통해 나타낼 수 있으며, GPS는 위성항법장치로서 인공위성을 이용해 차량의 위치, 속도를 확인할 수 있으며, 가속도센서는 차량의 가속도를 이용하여 차량의 속도를 측정하게 된다.
차속 감지부(120)는 차량의 차량속도계에서 직접 획득하거나, GPS 혹은 가속도센서를 이용하여 차량에서 제공되는 속도 정보가 없어도 차량의 속도를 판단할 수 있다.
알람부(140)는 차량 도어에 소정 물체의 끼임 여부에 따른 알람을 출력할 수 있다. 알람부(140)는 제어부(180)의 제어에 따라 분석된 현재 차량 외부상태(차량과 하차 승객 물건의 끼임 상태 혹은 근접 상태)의 위험 여부를 표시하거나 경고해 주는 역할을 하며, 오디오부(예 : 스피커), 표시부(예: LED/LCD/OLED 디스플레이, 대시보드) 등을 포함할 수 있다. 오디오부는 현재 차량 외부 상태(차량과 하차 승객 물건의 끼임 상태 혹은 근접 상태)의 위험이 발생된 경우 차량 내부에 운전자 혹은 동승자에게 평상시 보다 큰 음량의 경고음으로 위험상태를 알려주며, 표시부는 현재 차량 외부 상태의 위험 여부를 표시하여 준다.
알람부(140)는, 제어부(180)를 통해 차량의 도어에 물체가 끼인 것으로 판단된 경우, 운전자가 물체 끼임을 알 수 있도록 오디오부(미도시), 표시부(미도시) 등을 통해 도어 끼임 발생 상태와 도어 끼임 미발생 상태를 알릴 수 있다.
알람부(140)는 제어부(180)의 제어에 따라 비교 분석된 영상데이터를 바탕으로 승객의 안전한 하차가 완료되지 않았음을 경고해주는 역할을 하게 된다.
저장부(150)는 촬영부(130)를 통해 촬영된 영상을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(150)는 차량 도어 끼임 방지 장치(100)의 동작과 관련된 데이터들을 저장하는 구성이다. 여기서 저장부(150)는 공지된 저장매체를 이용할 수 있으며, 예를 들어, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM 등과 같이 공지된 저장매체 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다.
통신부(160)는 차량 내부의 통신을 위한 구성으로, 예컨대, CAN, LIN, Flex 중 하나를 이용하여 차량내 다른 전자장치들과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(180)는 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 차량의 속도가 정지 상태인 경우, 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 알람부(140)를 통해 알람을 출력하고, 기어가 중립 상태를 유지하도록 제어한다. 여기서, 객체는 사용자의 신체 일부(예 : 손가락, 머리카락 등), 사용자가 착용하는 물체(예 : 옷, 가방끈, 신발끈 등), 및 물체 등을 포함할 수 있다.
이하, 제어부(180)가 도어에 객체 끼임 여부를 판단하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도어 개폐 감지부(110)를 통해 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 차속 감지부(120)를 통해 차속이 '0'인 경우, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상으로부터 차량 도어로부터 일정 거리 내에 위치하는 객체를 검출할 수 있다.
예를 들면, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상으로부터 특징점 또는 에지(edge)를 추출하여 차량 도어로부터 일정 거리 내에 위치하는 객체를 검출할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 검출된 객체를 기 저장된 학습 데이터와 비교함으로써, 객체의 종류를 구분할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 외부의 학습서버(미도시)로 영상 데이터를 전송하여 객체 종류를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 영상으로부터 시간의 흐름에 따라 영상의 변화를 검출하여 변화된 영역(픽셀)에서 객체를 인식할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 영상에서 배경영역을 구분하고, 배경영역을 제외한 영역으로부터 객체를 검출할 수 있다.
제어부(180)는 검출된 객체 종류에 기초하여 객체 끼임 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 도 3의 (a)와 같이 검출된 객체 중에서 승객(사람, 20)이 존재하고, 승객(20)과 도어 사이에 객체(예컨대, 신체 일부, 옷 등)(30)가 연결된 경우, 제어부(180)는 차량 도어에 객체 끼임이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 도 3의 (b)와 같이 검출된 객체(물체)(30)가 차량 도어에 연결된 경우, 제어부(180)는 차량 도어에 객체 끼임이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상에서 차량 도어의 객체 끼임 여부를 확인할 수 있는 관심영역을 추출하고, 관심영역을 도어 끼임 감지 알고리즘에 적용하여 차량 도어의 물체 끼임 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 도어 끼임 감지 알고리즘은 차량 도어에 승객의 물건 또는 신체의 일부분이 끼었는지 여부를 감지하는 알고리즘일 수 있다. 도어 끼임 감지 알고리즘은 아다부스트(adaboost) 기법, 하라이크(haarlike) 기법, 및 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine) 등을 포함할 수 있다. 아다부스트(adaboost) 기법은 차량과 일정거리가 떨어진 위치에 특정 물체의 존재 여부를 판별하게 되는데, 차량의 도어에 끼어있는 물체를 빠르게 감지할 수 있는 기법이다. 하라이크(haarlike) 기법은 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상에서 차량 자체에 해당되는 부분을 관심영역으로 설정하고, 해당 영역을 프레임 단위로 분석하여 해당 관심영역 내에서 차량의 차체와 겹치는 부분 또는 접근하는 대상을 감지하게 된다. 즉, 촬영부(130)가 설치된 위치에 따라 관심영역을 다르게 설정하여 차체와 관심대상이 겹치는 부분을 발견할 확률을 높이는 기법이다. 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine) 기법은 차량에 접근하는 객체의 형태를 판단하는데, 객체(승객, 및 물체 등을 포함함)의 형태를 DB로 작성하여 학습시키고 해당 결과를 알고리즘에 적용함으로써 알고리즘에서 대상을 확인할 때 대상에 대한 감지 정확성을 높을 수 있는 기법이다. 즉, 차량 표면과 겹치는 객체의 형태에 대한 DB를 작성하여 해당 정보를 학습한 결과를 다시 적용하여 유사한 형태의 객체 또는 형태에 대한 인식 성능을 향상시킬 수 있는 기법이다. 이러한 다양한 종류의 도어 끼임 감지 알고리즘을 이용하여 차량과 하차 승객 물건의 끼임 상태를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 관심영역에 승객의 손가락과 같은 신체 일부나 옷자락이 끼게 되거나, 또는 의도적으로 볼펜 등의 이물질이 끼게 될 경우 도어가 열리기 전에 촬영된 영상(기준영상)과 도어가 열리기 시작하는 시점에서 촬영된 영상을 비교함으로써, 도어 끼임 여부를 판단할 수 있다. 이때, 도어가 열리기 직전의 영상 및 도어가 열리기 시작하는 시점의 영상은 차량이 정차한 후 제어부(180)에 의해 정차 완료 신호가 발생 시 촬영부(130)에서 촬영한 영상을 저장부(150)에 저장한 것과 차량의 도어 열림 신호가 발생되기 직전에 촬영한 영상을 저장하여 사용할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 인공지능(예컨대, 딥러닝 알고리즘)에 적용하여 도어에 객체의 끼임 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 토대로 영상 딥러닝 알고리즘(Faster regional Convolution neutral network algorithm)을 진행시켜 차량 도어에 객체 끼임 여부를 판단할 수 있다.
도어 끼임 발생 시, 제어부(180)는 승객(사용자)의 신체 일부가 끼이거나 승객(사용자)의 착용 물체의 끼임 여부에 따라 기어의 중립 유지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 검출된 객체 중에서 승객(사람)이 존재하고, 승객과 도어 사이에 승객 착용 물체(예컨대, 옷 등)가 연결된 경우, 제어부(180)는 위험 상황으로 판단하여 알람부(140)를 통해 알람 출력은 물론 기어가 중립을 유지하도록 제어할 수 있다. 또한, 검출된 객체에 승객은 없고 물체만 도어에 끼인 경우, 제어부(180)는 물체 끼임을 알리는 알람을 알람부(140)를 통해 출력할 수 있다.
도어에 객체 끼임으로 판단된 경우, 제어부(180)는 기어를 중립 상태로 유지하도록 하는 중립 상태 유지 명령을 통신부(160)를 통해 기어 제어부(170)로 전송할 수 있다.
기어 제어부(170)은 중립 상태 유지 명령에 따라 변속기어가 중립을 유지하도록 제어할 수 있다. 기어 제어부(170)는 예컨대, SBW(Shift By Wire) 제어기일 수 있다. SBW 제어기는 통신부(160)를 통해 중립 상태 유지 명령이 수신되면, 사용자가 D단 변속 조작을 수행하더라도 N단을 유지하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치(100)는 학습 데이터 생성부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
학습 데이터 생성부는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상에서 도어에 끼인 객체에 대한 바운딩 박스(bounding box)를 생성하고, 그 바운딩 박스를 라벨링함으로써 도어에 객체가 끼인 학습 데이터를 생성할 수 있다.
이때, 학습 데이터 생성부는 객체에 대한 기준 3D 모델을 이용하여 영상으로부터 객체에 대한 바운딩 박스(bounding box)를 생성함으로써 객체에 대한 학습 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 학습 데이터 생성부는, 도어에 끼인 객체에 대한 데이터와 라벨을 포함하는 실제 학습 데이터에서 라벨을 기초로 데이터를 변형하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성하고, 실제 학습 데이터 및 적어도 하나의 가상 데이터와 라벨을 맵핑(mapping)한 가상 학습 데이터를 학습 데이터로서 저장할 수 있다.
구체적으로, 학습 데이터 생성부는 라벨을 기초로 데이터를 변형하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 라벨은 라벨링된 데이터에 주어져 있는 결과 값(또는 평가 값)을 의미할 수 있다. 딥러닝에서 지도학습(supervised learning)방법론을 사용할 때 데이터와 라벨을 가지고 학습을 수행한다.
학습 데이터 생성부는 실제 학습 데이터를 기초로 데이터 증강(또는 확장)(data augmentation) 작업을 수행할 수 있다. 여기에서, 데이터 증강은 딥러닝 작업의 학습 단계에서 모델의 정확도를 높이기 위해 입력된 데이터 셋의 개수를 늘리고, 변종의 데이터에 대해서도 높은 정확도를 확보하기 위해 입력된 데이터를 변형하는 작업을 의미할 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 생성부는 해당 데이터(예를 들어, 특정 이미지)를 지시하는 라벨을 기초로 해당 데이터에 데이터 증강 작업을 수행하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 학습 데이터 생성부는 특정 이미지에 관한 실제 학습 데이터를 기초로 각각 이미지 반전 알고리즘, 이미지 확대/축소 알고리즘 또는 이미지 회전 알고리즘 등의 알고리즘을 수행하는 각각의 가상 데이터들을 생성할 수 있다.
제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 학습 데이터 생성부에서 생성된 학습 데이터와 비교하여 도어에 객체 끼임 여부를 판단하고, 객체 끼임으로 판단된 경우 알람부(140)를 통해 알람을 출력하고, 기어가 중립 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(180)는 촬영부(130)를 통해 촬영된 영상을 학습 데이터 생성부에서 생성된 학습데이터와 비교함으로써, 차량 바디와 차량 도어 사이에 사용자의 신체 일부 끼임 여부, 사용자의 착용 물체의 끼임 여부 등을 판단할 수 있다.
제어부(180)는 차량 도어 끼임 방지 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 구성으로, 적어도 하나의 연산 장치를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 장치는 범용적인 중앙연산장치(CPU), 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제어부(180)는 차량의 도어가 닫히고, 차량의 속도가 정지 상태인지를 판단한다(S410). 이때, 제어부(180)는 도어 개폐 감지부(110)로부터 차량의 도어 개폐 여부를 확인하고, 차속 감지부(120)를 통해 차량의 속도가 정지 상태인지를 판단할 수 있다.
단계 S410의 판단결과, 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 차량의 속도가 정지 상태이면, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 분석하여(S420), 도어에 승객 또는 승객과 연결된 물체의 끼임 여부를 판단한다(S430). 이때, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상으로부터 특징점 또는 에지(edge)를 추출하여 차량 도어로부터 일정 거리 내에 위치하는 객체를 검출하고, 검출된 객체를 기 저장된 학습 데이터와 비교함으로써, 객체의 종류를 구분하며, 객체 종류에 기초하여 도어에 승객 또는 승객과 연결된 물체의 끼임 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상에서 관심영역을 추출하고, 관심영역을 도어 끼임 감지 알고리즘에 적용하여 도어에 승객 또는 승객과 연결된 물체의 끼임 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 인공지능(예컨대, 딥러닝 알고리즘)에 적용하여 도어에 승객 또는 승객과 연결된 물체의 끼임 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 촬영부(130)에 의해 촬영된 영상을 학습 데이터 생성부에서 생성된 학습 데이터와 비교하여 도어에 승객 또는 승객과 연결된 물체의 끼임 여부를 판단할 수 있다.
단계 S430의 판단결과, 도어에 승객 또는 승객과 연결된 물체의 끼임으로 판단되면, 제어부(180)는 기어를 중립상태로 유지하고 알람부(140)를 통해 알람을 출력한다(S440). 이때, 제어부(180)는 기어를 중립 상태로 유지하도록 하는 중립 상태 유지 명령을 통신부(160)를 통해 기어 제어부(170)로 전송할 수 있다. 기어 제어부(170)은 중립 상태 유지 명령에 따라 변속기어가 중립을 유지하도록 제어할 수 있다. 즉, 기어 제어부(170)는 사용자가 D단 변속 조작을 수행하더라도 N단을 유지하도록 제어할 수 있다.
만약, 단계 S430의 판단결과, 도어에 물체만 끼인 것으로 판단되면(S450), 제어부(180)는 알람부(140)를 통해 알람을 출력한다(S460).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치(100) 및 방법은, 차량 도어를 닫을 때 차량 바디와 차량 도어 사이에 사용자의 신체 일부가 끼이는 사고, 또는 사용자가 착용하고 있던 물건이 끼이는 사고의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 도어 끼임 방지 장치 및 방법은, 크지 않은 물체가 차량 도어에 끼이더라도 이를 기존보다 정확하게 감지하여 알람하고, 사용자의 신체 일부나 사용자가 착용하는 물체가 도어에 끼인 경우 영상 인지를 통해 자동으로 차량의 출발을 막고 알람을 발생함으로써 2차 사고를 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 차량 도어 끼임 방지 장치
110 : 도어 개폐 감지부
120 : 차속 감지부
130 : 촬영부
140 : 알람부
150 : 저장부
160 : 통신부
170 : 기어 제어부
180 : 제어부

Claims (13)

  1. 차량에 설치되어 차량의 외측 주변을 촬영하는 촬영부;
    상기 차량 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부;
    상기 차량의 속도를 감지하는 차속 감지부;
    알람부; 및
    상기 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 상기 차량의 속도가 정지 상태인 경우, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어가 중립 상태를 유지하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 차량 도어 끼임 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상에서 적어도 하나의 객체를 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 객체가 상기 도어에 끼인 승객인 경우, 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우, 및 상기 도어에 물체가 끼인 경우 중 적어도 하나를 상기 도어에 객체가 끼인 것으로 판단하는 것을 특징으로 차량 도어 끼임 방지 장치.
  3. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어에 승객이 끼인 경우 및 상기 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우 중 적어도 하나의 경우에 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 상기 기어를 중립 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어에 물체만 끼인 경우, 상기 알람부를 통해 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    차량 내부의 통신을 위한 통신부; 및
    기어를 제어하는 기어 제어부를 더 포함하고,
    상기 도어에 승객이 끼인 경우 및 상기 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우 중 적어도 하나의 경우, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 기어의 중립 유지 명령을 상기 기어 제어부로 전송함으로써, 상기 기어가 N단에서 D단으로 바뀌지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 상기 도어에 끼인 객체에 대한 바운딩 박스(bounding box)를 생성하고, 상기 바운딩 박스를 라벨링함으로써 상기 도어에 객체가 끼인 학습 데이터를 생성하는 학습 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 학습 데이터 생성부는,
    상기 도어에 끼인 객체에 대한 데이터와 라벨을 포함하는 실제 학습 데이터에서 상기 라벨을 기초로 상기 데이터를 변형하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성하고, 상기 실제 학습 데이터 및 상기 적어도 하나의 가상 데이터와 상기 라벨을 맵핑(mapping)한 가상 학습 데이터를 학습 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 장치.
  8. 제어부가, 차량의 도어가 닫힌 상태이고, 차량의 속도가 정지 상태인 경우, 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 도어에 객체의 끼임 여부에 따라 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어를 중립 상태로 유지하는 단계
    를 포함하는 차량 도어 끼임 방지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도어에 객체의 끼임 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 영상에서 적어도 하나의 객체를 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 객체가 상기 도어에 끼인 승객인 경우, 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우, 및 상기 도어에 물체가 끼인 경우 중 적어도 하나를 상기 도어에 객체가 끼인 것으로 판단하는 것을 특징으로 차량 도어 끼임 방지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어를 중립 상태로 유지하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 도어에 승객이 끼인 경우 및 상기 승객과 연결된 물체가 상기 도어에 끼인 경우 중 적어도 하나의 경우에 상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 상기 기어를 중립 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 알람부를 통해 알람을 출력하고, 기어를 중립 상태로 유지하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 도어에 물체만 끼인 경우, 상기 알람부를 통해 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    학습 데이터 생성부가 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 상기 도어에 끼인 객체에 대한 바운딩 박스(bounding box)를 생성하고, 상기 바운딩 박스를 라벨링함으로써 상기 도어에 객체가 끼인 학습 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 학습 데이터를 생성하는 단계에서,
    상기 학습 데이터 생성부는, 상기 도어에 끼인 객체에 대한 데이터와 라벨을 포함하는 실제 학습 데이터에서 상기 라벨을 기초로 상기 데이터를 변형하여 적어도 하나의 가상 데이터를 생성하고, 상기 실제 학습 데이터 및 상기 적어도 하나의 가상 데이터와 상기 라벨을 맵핑(mapping)한 가상 학습 데이터를 학습 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 도어 끼임 방지 방법.
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