WO2018008834A1 - 차량용 카메라 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 카메라 제어 장치 및 방법 Download PDF

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WO2018008834A1
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focal length
camera
vehicle
distance
speed
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PCT/KR2017/004260
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한영인
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주식회사 케이에스에스이미지넥스트
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/681—Motion detection

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle camera control apparatus and method, and more particularly to a vehicle camera control apparatus and method that can automatically adjust the focal length of the camera based on the speed of the vehicle.
  • vehicle cameras include front surveillance cameras, front left and right surveillance cameras or rear surveillance cameras.
  • front or front left and right surveillance cameras are attached to the front of the vehicle to monitor the blind spot in front of the vehicle or to detect the deviation of the lane when driving and to monitor the rear.
  • the camera takes a picture of the rear of the vehicle to determine whether an object is near or to provide guidelines for parking.
  • a long distance of the camera should be set to shoot a far-away image
  • a short distance should be set to capture a surrounding image.
  • One conventional method is cumbersome because the focal length of the camera must be changed manually each time, and thus there is a problem in that the vehicle camera cannot be effectively used.
  • the technical problem to be solved by the present invention is a vehicle camera control device that can more easily obtain a camera image according to the operation mode of the vehicle by automatically adjusting the focal length of the camera in response to the change in the speed of the vehicle and To provide a way.
  • the present invention also includes other objects that can be achieved from the configurations of the present invention described below.
  • the vehicle camera control apparatus for solving the above technical problem is a lens driver for moving the position of the camera lens according to the focal length of the camera installed in the vehicle, a sensing unit for detecting the speed of the vehicle, and And a controller for adjusting a focal length of the camera based on the detected speed of the vehicle.
  • the controller determines an around view mode to adjust a focal length of the camera to a first focal length, and detects the detected vehicle. If the speed of the vehicle is within the second predetermined reference speed range, it is determined as a lane departure detection mode (LDWS Mode) to adjust the focal length of the camera to the second focal length, and the detected vehicle speed is the third predetermined reference.
  • LDWS Mode lane departure detection mode
  • the focal length of the camera may be adjusted to the third focal length by determining the collision detection mode (FCWS Mode).
  • the focal length of the camera may be sequentially set from the first focal length to the third focal length.
  • the speed range of the vehicle may be sequentially set faster from the first reference speed range to the third reference speed range.
  • a vehicle camera control apparatus a camera for photographing the surroundings of the vehicle, tracks an object in the captured vehicle surrounding image, obtains a distance to the tracked object, and with the obtained object And a control unit for adjusting a focal length of the camera based on a distance, and a lens driving unit for moving a position of a camera lens according to the adjusted focal length of the camera.
  • the controller adjusts a focal length of the camera longer than a predetermined reference focal length when the distance to the object is longer than a predetermined reference distance, and when the distance to the object is shorter than the reference distance, the focus of the camera.
  • the distance may be shorter than the reference focal length.
  • detecting the speed of the vehicle adjusting the focal length of the camera based on the detected speed of the vehicle, and the camera according to the adjusted focal length of the camera Moving the position of the lens.
  • the adjusting of the focal length of the camera based on the detected vehicle speed may include determining an around view mode of the camera when the detected vehicle speed belongs to a first reference speed range. If a focal length is adjusted to a first focal length, and the detected vehicle speed is within a predetermined second reference speed range, it is determined as a lane departure detection mode (LDWS Mode) and the focal length of the camera is determined as a second focal length. If the detected speed of the vehicle is within a predetermined third reference speed range, it may be determined as a collision detection mode (FCWS Mode) to adjust the focal length of the camera to a third focal length.
  • LDWS Mode lane departure detection mode
  • FCWS Mode collision detection mode
  • the focal length of the camera may be sequentially set from the first focal length to the third focal length.
  • the speed range of the vehicle may be sequentially set faster from the first reference speed range to the third reference speed range.
  • the vehicle camera control method comprises the steps of photographing the surrounding of the vehicle, tracking the object in the captured vehicle surrounding image, obtaining a distance to the tracked object, the obtained object Adjusting a focal length of the camera based on a distance to the camera; and moving a position of a camera lens according to the adjusted focal length of the camera.
  • the adjusting of the focal length of the camera based on the obtained distance with the object may include adjusting the focal length of the camera longer than a predetermined reference focal length when the distance to the object is longer than a predetermined reference distance.
  • the focal length of the camera may be shorter than the reference focal length.
  • the camera image suitable for various operating modes of the vehicle can be more easily obtained by automatically adjusting the focal length of the camera adaptively when the speed of the vehicle changes. There is an advantage that can be obtained easily.
  • the focal length of the camera is shortened to obtain an image around the vehicle in an around view mode, and in a driving state where the speed of the vehicle is fast, the focal length of the camera is adjusted to increase the collision distance.
  • the same function can be performed by a single camera without using multiple cameras having different focal lengths.
  • the effects of the present invention are not limited to those described above, and other effects that can be derived from the configuration of the present invention described below are also included in the effects of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle camera control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates an example of a focal length of a camera that varies according to an operation mode of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an operation flowchart illustrating a control process of a vehicle camera according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an operation flowchart showing a control process of a vehicle camera according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle camera control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle camera control apparatus 1 includes a detector 100, a controller 200, a storage 300, and a lens driver 400.
  • the sensing unit 100 may be configured as a vehicle speed sensor installed in the vehicle and configured to detect a current speed of the vehicle.
  • the controller 200 may adjust the focal length of the camera 50 based on the detected speed of the vehicle.
  • the camera 50 may be formed of a Charge Coupled Device (CCD) camera or a Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) color image sensor installed in a vehicle.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • FIG. 2 illustrates an example of a focal length of a camera that varies according to an operation mode of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the controller 200 may determine a first detected speed of a vehicle. If it is in the reference speed range, the focal length of the camera 50 may be adjusted to the first focal length by determining the around view mode. For example, when the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor falls within the first reference speed range of 0 km / h to 20 km / h, the controller 200 determines that the camera is in an around view mode required at a slow speed such as parking. ) Can be adjusted to have a focal length of approximately 5 m (L1). In this way, by shortening the focal length of the camera 50 to widen the angle of view it is possible to obtain a peripheral image of a wider vehicle.
  • the controller 200 may determine the lane departure detection mode (LDWS Mode) and adjust the focal length of the camera 50 to the second focal length when the detected vehicle speed belongs to the second reference speed range.
  • Lane Departure Warning System Mode detects a lane from a forward driving image acquired through the camera 50 and causes the driver to regain attention when the vehicle attempts to leave the detected lane.
  • the controller 200 determines that the vehicle is detected in the lane departure detection mode required in a normal driving state when the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor falls within the second reference speed range of 30 km / h to 70 km / h.
  • the focal length of the camera 50 can be adjusted to be approximately 20 m (L2). As such, by adjusting the focal length of the camera 50 to the standard focal length, it is possible to easily detect the departure of the lane by making the perspective natural.
  • the controller 200 may determine the collision detection mode (FCWS Mode) and adjust the focal length of the camera 50 to the third focal length.
  • the collision detection mode (Forward Collision Warning System Mode) is a mode for preventing the front collision when the driver is difficult to properly react due to obstacles on the driving path of the vehicle, for example, the control unit 200 is a vehicle speed sensor
  • the speed of the camera 50 may be adjusted to be approximately 50 m (L3) by determining the collision detection mode required in the fast driving state. In this way, by narrowing the angle of view by adjusting the focal length of the camera 50, it is possible to see a distant subject as close as possible.
  • the speed range of the vehicle may be set rapidly in order from the first reference speed range to the third reference speed range, and correspondingly, the focal length of the camera 50 is sequentially increased from the first focal length to the third focal length. It can be set long.
  • the controller 200 adjusts the focal length to detect another vehicle or lane far away, and detects another vehicle or lane belonging to a wide area when the speed of the vehicle is slow. You can shortly adjust.
  • the camera 50 may take a picture of the surroundings of the vehicle, and transmit the photographed surrounding image of the vehicle to the controller 200.
  • the controller 200 may track an object in the surrounding image of the vehicle, obtain a distance from the tracked object, and adjust the focal length of the camera based on the distance from the obtained object.
  • the controller 200 may extract a vehicle to be tracked from the vehicle surrounding image, obtain a distance from the extracted vehicle, and adjust the focal length of the camera.
  • the distance between the vehicle on which the camera is installed and the tracked object may be obtained by detecting the distance from the position where the distance sensor is installed to the tracked object, or measure the separation distance from the center point of the vehicle or the tip of the vehicle to the tracked object. Can be obtained.
  • the image may be obtained by analyzing the size of the tracking object in the surrounding image of the vehicle through image processing.
  • the controller 200 adjusts the focal length of the camera longer than the predetermined reference focal length when the distance to the object is longer than the predetermined reference distance, and adjusts the focal length of the camera when the distance to the object is shorter than the reference distance. You can adjust it shorter than the standard focal length.
  • control unit 200 detects a vehicle by adjusting a focal length long when detecting a distant vehicle when tracking a vehicle, and detects a vehicle by adaptively adjusting a focal length shortly when a relative vehicle approaches the vehicle.
  • the camera can automatically adjust the focal length according to the situation.
  • the controller 200 may calculate a focal length corresponding to the speed of the vehicle or the distance to the object in real time, or retrieve the focal length corresponding to the speed or distance of the vehicle previously stored in the storage 300. have.
  • the storage unit 300 may store a focal length corresponding to the speed of the vehicle, the speed range, or the distance to the object.
  • the storage unit 300 may store a first focal length corresponding to the first reference speed range, a second focal length corresponding to the second reference speed range, and a third focal length corresponding to the third reference speed range, respectively. have.
  • the lens driver 400 may move the position of the camera lens according to the focal length of the camera 50.
  • the lens driver 400 may include a mechanical driving mechanism such as a stepper motor or a servo motor that can move the position of the camera lens forward or backward according to the focal length of the camera 50. Since a technique for shifting the position of the camera lens according to the focal length of the camera is a well-known technique already used, a detailed description thereof will be omitted.
  • the focal length of the camera 50 may be shortened, and the speed of the vehicle may be in the second reference speed range.
  • the focal length of the camera 50 may be adjusted as a standard.
  • the focal length of the camera 50 may be adjusted to check the obstacle on the driving route.
  • FIG. 3 is an operation flowchart showing a control process of a vehicle camera according to an embodiment of the present invention.
  • the focal length of the camera may be adjusted based on the detected speed of the vehicle. More specifically, it is determined whether the detected speed of the vehicle belongs to a predetermined first reference speed range (S310), and if the speed of the vehicle belongs to the first reference speed range (S310-Y), an around view mode
  • the focal length of the camera may be adjusted to the first focal length. For example, when the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor falls within the first reference speed range of 0 km / h to 20 km / h, the focal length of the camera may be approximately 5 m (around view mode required at a slow speed such as parking). L1) can be adjusted. In this way, by shortening the focal length of the camera to widen the angle of view it is possible to obtain the surrounding image of a wider vehicle.
  • the vehicle may be determined whether the speed of the vehicle belongs to the second reference speed range (S330).
  • the vehicle may be determined as a lane departure detection mode (LDWS Mode) to adjust the focal length of the camera to the second focal length (S340).
  • Lane Departure Warning System Mode detects lanes from the forward driving image obtained through the camera and alerts the driver when the vehicle attempts to leave the detected lanes.
  • the focal length of the camera may be approximately 20 m (determined as a lane departure detection mode required in a normal driving state). L2) can be adjusted. As such, by adjusting the focal length of the camera to the standard focal length, the perspective can be naturally detected to easily detect the departure of the lane.
  • the focal length of the camera may be adjusted to the third focal length by judging by FCWS mode.
  • the collision detection mode forward collision warning system mode
  • the collision detection mode is a mode for preventing a forward collision when the driver is difficult to properly react due to obstacles on the vehicle's driving path, for example, the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor is based on a third reference.
  • the focal length of the camera can be adjusted to approximately 50m (L3). In this way, by adjusting the focal length of the camera to narrow the angle of view it is possible to see a distant subject as close as possible.
  • the position of the camera lens may be moved according to the adjusted focal length of the camera (S370).
  • a mechanical driving mechanism such as a stepper motor or a servo motor may be used to move the position of the camera lens forward or backward according to the focal length of the camera.
  • FIG. 4 is an operation flowchart showing a control process of a vehicle camera according to another embodiment of the present invention.
  • an object may be tracked in the captured vehicle surrounding image. That is, the object to be tracked can be extracted from the vehicle surrounding image by analyzing the vehicle surrounding image.
  • the distance to the tracked object may be obtained (S420).
  • the distance between the vehicle on which the camera is installed and the tracked object can be obtained.
  • the distance between the vehicle on which the camera is installed and the tracked object can be obtained by detecting the distance from the position where the distance sensor is installed to the tracked object. It can be obtained by measuring the separation distance from the center point or the tip of the vehicle to the tracked object.
  • the image may be obtained by analyzing the size of the tracking object in the surrounding image of the vehicle through image processing.
  • the focal length of the camera may be adjusted based on the obtained distance to the object (S430).
  • the camera adjusts the focal length of the camera longer than the predetermined reference focal length, and when the distance to the object is shorter than the reference distance, the reference focal length of the camera You can shorten the distance.
  • the position of the camera lens may be moved according to the adjusted focal length of the camera (S440).
  • a mechanical driving mechanism such as a stepper motor or a servo motor may be used to move the position of the camera lens forward or backward according to the focal length of the camera.
  • the vehicle when detecting a distant vehicle during tracking of a vehicle, the vehicle is searched by adjusting the focal length long, and when the opponent vehicle is near, the vehicle is detected by detecting the vehicle by adaptively adjusting the focal length.
  • the camera's focal length can be adjusted automatically depending on the situation.
  • Embodiments of the invention include a computer readable medium containing program instructions for performing various computer-implemented operations.
  • This medium records a program for executing the vehicle camera control method described above.
  • the media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like. Examples of such media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CDs and DVDs, floppy disks and program commands such as magnetic-optical media, ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Hardware devices configured to store and perform such operations.
  • the medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like.
  • program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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Abstract

본 발명은 차량용 카메라 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 차량에 설치된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 렌즈 구동부, 차량의 속도를 감지하는 감지부, 그리고 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 차량의 속도가 변화될 때 이에 대응하여 카메라의 초점 거리를 자동으로 조절함으로써 차량의 동작 모드에 맞는 카메라 영상을 보다 용이하게 획득할 수 있게 된다.

Description

차량용 카메라 제어 장치 및 방법
본 발명은 차량용 카메라 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 자동으로 조절할 수 있는 차량용 카메라 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 차량에 설치되는 차량용 카메라에 대한 사용이 급증하고 있는 추세이다. 이러한 차량용 카메라로 전방 감시 카메라, 전방 좌우 감시 카메라 또는 후방 감시 카메라 등이 있는데 이 중에서 전방 또는 전방 좌우 감시 카메라는 차량의 전방에 부착되어 전방 사각 지대를 모니터링 하거나 주행 시 차선의 이탈을 감지하고 후방 감시 카메라는 차량의 후방을 촬영하여 물체의 근접 여부를 판단하거나 주차 시 가이드 라인을 제시할 수 있도록 한다.
하지만, 종래에는 차량용 카메라의 초점 거리가 미리 설정된 상태로 고정되기 때문에 차량의 동작 모드에 대응하는 카메라 영상을 얻기 위해서는 수동으로 조절하여야 하는 문제점이 있었다.
예컨대, 차량의 속도가 빨라지는 주행 상태일 경우에는 카메라의 초점 거리를 길게 설정하여 먼 곳의 영상을 촬영하여야 하고 차량의 속도가 느린 주차 상태의 경우에는 초점 거리를 짧게 설정하여 주변 영상을 촬영하여야 하나 종래의 방식은 카메라의 초점 거리를 매번 수동으로 변경하여야 하기 때문에 번거로우며, 이에 따라 차량용 카메라를 효과적으로 사용하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 차량의 속도가 변화될 때 이에 대응하여 카메라의 초점 거리를 자동으로 조절함으로써 차량의 동작 모드에 맞는 카메라 영상을 보다 용이하게 획득할 수 있는 차량용 카메라 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 장치는 차량에 설치된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 렌즈 구동부, 차량의 속도를 감지하는 감지부, 그리고 상기 감지된 차량의 속도에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제1 기준 속도 범위에 속하면, 어라운드 뷰 모드(Around View Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제1 초점 거리로 조절하고, 상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제2 기준 속도 범위에 있으면, 차선 이탈 감지 모드(LDWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제2 초점 거리로 조절하고, 상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제3 기준 속도 범위에 있으면, 충돌 감지 모드(FCWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제3 초점 거리로 조절할 수 있다.
상기 제1 초점 거리에서 상기 제3 초점 거리로 갈수록 상기 카메라의 초점 거리는 순차적으로 길게 설정될 수 있다.
상기 제1 기준 속도 범위에서 상기 제3 기준 속도 범위로 갈수록 차량의 속도 범위는 순차적으로 빠르게 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 장치는 차량의 주변을 촬영하는 카메라, 상기 촬영된 차량 주변 영상에서 물체를 추적하고, 상기 추적된 물체와의 거리를 구하고, 상기 구해진 물체와의 거리에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 제어부, 그리고 상기 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 렌즈 구동부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 물체와의 거리가 미리 정해진 기준 거리보다 긴 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 소정의 기준 초점 거리보다 길게 조절하고, 상기 물체와의 거리가 상기 기준 거리보다 짧은 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 상기 기준 초점 거리보다 짧게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 방법은 차량의 속도를 감지하는 단계, 상기 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계, 그리고 상기 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계는 상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제1 기준 속도 범위에 속하면, 어라운드 뷰 모드(Around View Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제1 초점 거리로 조절하고, 상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제2 기준 속도 범위에 있으면, 차선 이탈 감지 모드(LDWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제2 초점 거리로 조절하고, 상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제3 기준 속도 범위에 있으면, 충돌 감지 모드(FCWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제3 초점 거리로 조절할 수 있다.
상기 제1 초점 거리에서 상기 제3 초점 거리로 갈수록 상기 카메라의 초점 거리는 순차적으로 길게 설정될 수 있다.
상기 제1 기준 속도 범위에서 상기 제3 기준 속도 범위로 갈수록 차량의 속도 범위는 순차적으로 빠르게 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 방법은 차량의 주변을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 차량 주변 영상에서 물체를 추적하는 단계, 상기 추적된 물체와의 거리를 구하는 단계, 상기 구해진 물체와의 거리에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계, 그리고 상기 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 단계를 포함한다.
상기 구해진 물체와의 거리에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계는 상기 물체와의 거리가 미리 정해진 기준 거리보다 긴 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 소정의 기준 초점 거리보다 길게 조절하고, 상기 물체와의 거리가 상기 기준 거리보다 짧은 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 상기 기준 초점 거리보다 짧게 조절할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 장치 및 방법에 따르면, 차량의 속도가 변화될 때 이에 적응적으로 카메라의 초점 거리를 자동으로 조절함으로써 차량의 다양한 동작 모드에 맞는 카메라 영상을 보다 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.
즉, 차량의 속도가 느린 상태에서는 카메라의 초점 거리를 짧게 조절하여 어라운드 뷰 모드에 맞는 차량 주변 영상을 획득하도록 하고, 차량의 속도가 빨라지는 주행 상태에서는 카메라의 초점 거리를 길게 조절하여 충돌 감지 모드에 맞는 먼 곳의 영상을 보이게 함으로써 차량의 속도에 대응하는 카메라 영상을 보다 효과적으로 획득할 수 있는 장점이 있다.
그리고 차량의 현재 속도 또는 물체와의 거리에 따라 카메라의 초점 거리를 적응적으로 조절함으로써 초점 거리가 다른 여러 개의 카메라를 사용할 필요 없이 단일 카메라로 동일한 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작 모드에 따라 가변되는 카메라의 초점 거리를 보여주는 예이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 카메라의 제어 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 카메라의 제어 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 장치의 구성도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 차량용 카메라 제어 장치(1)는 감지부(100), 제어부(200), 저장부(300) 및 렌즈 구동부(400)를 포함하여 구성된다.
감지부(100)는 차량에 설치되어 차량의 현재 속도를 감지할 수 있는 차량 속도 센서(Vehicle speed sensor)로 이루어질 수 있다.
제어부(200)는 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라(50)의 초점 거리를 조절할 수 있다. 여기서 카메라(50)는 차량에 설치되는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 컬러 이미지 센서 등으로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 동작 모드에 따라 가변되는 카메라의 초점 거리를 보여주는 예로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(200)는 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제1 기준 속도 범위에 속하면, 어라운드 뷰 모드(Around View Mode)로 판단하여 카메라(50)의 초점 거리를 제1 초점 거리로 조절할 수 있다. 예컨대, 제어부(200)는 차량 속도 센서에서 감지된 차량의 속도가 제1 기준 속도 범위인 0km/h ~ 20km/h에 속할 경우 주차 등과 같이 느린 속도에서 요구되는 어라운드 뷰 모드로 판단하여 카메라(50)의 초점 거리가 대략 5m(L1)로 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이, 카메라(50)의 초점 거리를 짧게 조절하여 화각이 넓어지게 함으로써 보다 넓은 차량의 주변 영상을 획득할 수 있게 된다.
제어부(200)는 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제2 기준 속도 범위에 속하면, 차선 이탈 감지 모드(LDWS Mode)로 판단하여 카메라(50)의 초점 거리를 제2 초점 거리로 조절할 수 있다. 여기서 차선 이탈 감지 모드(Lane Departure Warning System Mode)는 카메라(50)를 통해 획득된 전방 주행 영상에서 차선을 검출하여 차량이 검출된 차선을 이탈하려고 하면 경보음이 울리도록 하여 운전자가 주의력을 되찾도록 지원해주는 모드로서, 예컨대 제어부(200)는 차량 속도 센서에서 감지된 차량의 속도가 제2 기준 속도 범위인 30km/h ~ 70km/h에 속할 경우 일반적인 주행 상태에서 요구되는 차선 이탈 감지 모드로 판단하여 카메라(50)의 초점 거리가 대략 20m(L2)로 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이, 카메라(50)의 초점 거리를 표준 초점 거리로 조절하여 원근감을 자연스럽게 함으로써 차선의 이탈을 용이하게 감지할 수 있게 된다.
제어부(200)는 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제3 기준 속도 범위에 있으면, 충돌 감지 모드(FCWS Mode)로 판단하여 카메라(50)의 초점 거리를 제3 초점 거리로 조절할 수 있다. 여기서 충돌 감지 모드(Forward Collision Warning System Mode)는 차량의 주행 경로 상의 장애물로 인해 운전자가 적절히 반응하기 어려울 때 전방 충돌을 방지하기 위한 모드로서, 예컨대 제어부(200)는 차량 속도 센서에서 감지된 차량의 속도가 제3 기준 속도 범위인 80km/h ~ 100km/h에 속할 경우 빠른 주행 상태에서 요구되는 충돌 감지 모드로 판단하여 카메라(50)의 초점 거리가 대략 50m(L3)로 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이, 카메라(50)의 초점 거리를 길게 조절하여 화각이 좁아지게 함으로써 멀리 있는 피사체가 가까이 있는 것처럼 잘 보일 수 있게 된다.
여기서, 제1 기준 속도 범위에서 제3 기준 속도 범위로 갈수록 차량의 속도 범위는 순차적으로 빠르게 설정될 수 있으며, 이에 대응하여 카메라(50)의 초점 거리는 제1 초점 거리에서 제3 초점 거리로 갈수록 순차적으로 길게 설정될 수 있다.
즉, 제어부(200)는 차량의 속도가 빠른 경우 멀리 있는 다른 차량이나 차선을 검출하기 위하여 초점 거리를 길게 조절하고, 차량의 속도가 느린 경우 넓은 영역에 속하는 다른 차량이나 차선을 감지하기 위하여 초점 거리를 짧게 조절할 수 있다.
이와 같이, 차량의 현재 속도에 따라 카메라의 초점 거리를 적응적으로 조절함으로써 초점 거리가 다른 여러 개의 카메라를 사용할 필요가 없이 단일 카메라로 동일한 기능을 수행할 수 있다.
한편, 카메라(50)는 차량의 주변을 촬영하고, 촬영된 차량 주변 영상을 제어부(200)에 전달할 수 있다.
그러면, 제어부(200)는 차량 주변 영상에서 물체를 추적하고, 추적된 물체와의 거리를 구한 후, 구해진 물체와의 거리에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절할 수 있다. 예컨대, 제어부(200)는 차량 주변 영상에서 추적하고자 하는 차량을 추출하고, 추출된 차량과의 거리를 구하여 카메라의 초점 거리를 조절하는데 이용할 수 있다. 이때, 카메라가 설치된 차량과 추적된 물체와의 거리는 거리 감지 센서가 설치된 위치로부터 추적된 물체까지의 거리를 감지하여 구해질 수 있거나 차량의 중심점 또는 차량의 선단부로부터 추적된 물체까지의 이격 거리를 측정하여 구해질 수 있다. 또는 영상 처리를 통해 차량 주변 영상에 있는 추적 물체의 크기 등을 분석하여 구해질 수 있다.
그리고 제어부(200)는 물체와의 거리가 미리 정해진 기준 거리보다 긴 경우, 카메라의 초점 거리를 소정의 기준 초점 거리보다 길게 조절하고, 물체와의 거리가 기준 거리보다 짧은 경우, 카메라의 초점 거리를 기준 초점 거리보다 짧게 조절할 수 있다.
이와 같이, 제어부(200)는 차량의 추적 시 멀리 있는 차량을 검출할 때는 초점 거리를 길게 조절하여 차량을 탐색하고, 상대 차량이 가까워지면 초점 거리를 적응적으로 짧게 조절하여 차량을 검출함으로써 차량 충돌 경보를 수행할 뿐만 아니라 상황에 따라 카메라의 초점 거리를 자동으로 조절할 수 있다.
제어부(200)는 차량의 속도 또는 물체와의 거리에 대응하는 초점 거리를 실시간으로 계산할 수 있거나 저장부(300)에 미리 저장되어 있는 차량의 속도 또는 물체와의 거리에 대응하는 초점 거리를 불러올 수 있다.
저장부(300)는 차량의 속도, 속도 범위 또는 물체와의 거리에 대응하는 초점 거리가 저장될 수 있다. 예컨대 저장부(300)는 제1 기준 속도 범위에 대응하는 제1 초점 거리, 제2 기준 속도 범위에 대응하는 제2 초점 거리 및 제3 기준 속도 범위에 대응하는 제3 초점 거리가 각각 저장될 수 있다.
렌즈 구동부(400)는 카메라(50)의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시킬 수 있다. 이를 위하여 렌즈 구동부(400)는 카메라(50)의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 전/후진 이동시킬 수 있는 스텝 모터 또는 서보 모터 등의 기계적인 구동 매커니즘을 포함할 수 있다. 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 기술은 이미 활용되고 있는 주지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 차량의 속도가 제1 기준 속도 범위에 속하는 어라운드 뷰 모드일 경우에는 차량의 주변 영상이 필요하므로 카메라(50)의 초점 거리를 짧게 조절할 수 있으며, 차량의 속도가 제2 기준 속도 범위에 속하는 차선 이탈 감지 모드에서는 카메라(50)의 초점 거리를 표준으로 조절할 수 있다. 그리고 차량의 속도가 제3 기준 속도 범위에 속하는 충돌 감지 모드에서는 주행 경로 상의 장애물을 확인하기 위하여 카메라(50)의 초점 거리를 길게 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라 제어 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 제어 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 차량의 속도를 감지할 수 있다(S300). 이를 위하여 차량에 설치되어 차량의 현재 속도를 감지할 수 있는 차량 속도 센서(Vehicle speed sensor)를 이용할 수 있다.
다음으로, 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절할 수 있다. 보다 자세하게는, 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제1 기준 속도 범위에 속하는지 판단(S310)하여 차량의 속도가 제1 기준 속도 범위에 속하면(S310-Y), 어라운드 뷰 모드(Around View Mode)로 판단하여 카메라의 초점 거리를 제1 초점 거리로 조절할 수 있다(S320). 예컨대, 차량 속도 센서에서 감지된 차량의 속도가 제1 기준 속도 범위인 0km/h ~ 20km/h에 속할 경우 주차 등과 같이 느린 속도에서 요구되는 어라운드 뷰 모드로 판단하여 카메라의 초점 거리가 대략 5m(L1)로 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이, 카메라의 초점 거리를 짧게 조절하여 화각이 넓어지게 함으로써 보다 넓은 차량의 주변 영상을 획득할 수 있게 된다.
한편, 차량의 속도가 제1 기준 속도 범위에 속하지 않으면(S310-N), 차량의 속도가 제2 기준 속도 범위에 속하는지 판단할 수 있다(S330). 차량의 속도가 제2 기준 속도 범위에 속할 경우(S330-Y), 차선 이탈 감지 모드(LDWS Mode)로 판단하여 카메라의 초점 거리를 제2 초점 거리로 조절할 수 있다(S340). 여기서 차선 이탈 감지 모드(Lane Departure Warning System Mode)는 카메라를 통해 획득된 전방 주행 영상에서 차선을 검출하여 차량이 검출된 차선을 이탈하려고 하면 경보음이 울리도록 하여 운전자가 주의력을 되찾도록 지원해주는 모드로서, 예컨대 차량 속도 센서에서 감지된 차량의 속도가 제2 기준 속도 범위인 30km/h ~ 70km/h에 속할 경우 일반적인 주행 상태에서 요구되는 차선 이탈 감지 모드로 판단하여 카메라의 초점 거리가 대략 20m(L2)로 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이, 카메라의 초점 거리를 표준 초점 거리로 조절하여 원근감을 자연스럽게 함으로써 차선의 이탈을 용이하게 감지할 수 있게 된다.
그리고 차량의 속도가 제2 기준 속도 범위에 속하지 않을 경우(S330-N), 제3 기준 속도 범위에 속하는지 판단(S350)하여 제3 기준 속도 범위에 속하면(S350-Y), 충돌 감지 모드(FCWS Mode)로 판단하여 카메라의 초점 거리를 제3 초점 거리로 조절할 수 있다(S360). 여기서 충돌 감지 모드(Forward Collision Warning System Mode)는 차량의 주행 경로 상의 장애물로 인해 운전자가 적절히 반응하기 어려울 때 전방 충돌을 방지하기 위한 모드로서, 예컨대 차량 속도 센서에서 감지된 차량의 속도가 제3 기준 속도 범위인 80km/h ~ 100km/h에 속할 경우 빠른 주행 상태에서 요구되는 충돌 감지 모드로 판단하여 카메라의 초점 거리가 대략 50m(L3)로 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이, 카메라의 초점 거리를 길게 조절하여 화각이 좁아지게 함으로써 멀리 있는 피사체가 가까이 있는 것처럼 잘 보일 수 있게 된다.
다음으로, 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시킬 수 있다(S370). 여기서 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 전/후진 이동시키기 위하여 스텝 모터 또는 서보 모터 등의 기계적인 구동 매커니즘을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 카메라의 제어 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 차량의 주변을 촬영한다(S400).
그리고, 촬영된 차량 주변 영상에서 물체를 추적할 수 있다(S410). 즉 차량 주변 영상을 분석하여 차량 주변 영상에서 추적하고자 하는 물체를 추출할 수 있다.
다음으로, 추적된 물체와의 거리를 구할 수 있다(S420). 즉 카메라가 설치된 차량과 추적된 물체와의 거리를 구할 수 있는데, 카메라가 설치된 차량과 추적된 물체와의 거리는 거리 감지 센서가 설치된 위치로부터 추적된 물체까지의 거리를 감지하여 구해질 수 있거나 차량의 중심점 또는 차량의 선단부로부터 추적된 물체까지의 이격 거리를 측정하여 구해질 수 있다. 또는 영상 처리를 통해 차량 주변 영상에 있는 추적 물체의 크기 등을 분석하여 구해질 수 있다.
그런 후, 구해진 물체와의 거리에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절할 수 있다(S430).
보다 자세하게는, 물체와의 거리가 미리 정해진 기준 거리보다 긴 경우, 카메라의 초점 거리를 소정의 기준 초점 거리보다 길게 조절하고, 물체와의 거리가 기준 거리보다 짧은 경우, 카메라의 초점 거리를 기준 초점 거리보다 짧게 조절할 수 있다.
그 다음, 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시킬 수 있다(S440). 여기서 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 전/후진 이동시키기 위하여 스텝 모터 또는 서보 모터 등의 기계적인 구동 매커니즘을 이용할 수 있다.
이와 같이, 차량의 추적 시 멀리 있는 차량을 검출할 때는 초점 거리를 길게 조절하여 차량을 탐색하고, 상대 차량이 가까워지면 초점 거리를 적응적으로 짧게 조절하여 차량을 검출함으로써 차량 충돌 경보를 수행할 뿐만 아니라 상황에 따라 카메라의 초점 거리를 자동으로 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 차량용 카메라 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (12)

  1. 차량에 설치된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 렌즈 구동부,
    차량의 속도를 감지하는 감지부, 그리고
    상기 감지된 차량의 속도에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 제어부
    를 포함하는 차량용 카메라 제어 장치.
  2. 제 1 항에서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제1 기준 속도 범위에 속하면, 어라운드 뷰 모드(Around View Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제1 초점 거리로 조절하고,
    상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제2 기준 속도 범위에 있으면, 차선 이탈 감지 모드(LDWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제2 초점 거리로 조절하고,
    상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제3 기준 속도 범위에 있으면, 충돌 감지 모드(FCWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제3 초점 거리로 조절하는 차량용 카메라 제어 장치.
  3. 제 2 항에서,
    상기 제1 초점 거리에서 상기 제3 초점 거리로 갈수록 상기 카메라의 초점 거리는 순차적으로 길게 설정되는 차량용 카메라 제어 장치.
  4. 제 2 항에서,
    상기 제1 기준 속도 범위에서 상기 제3 기준 속도 범위로 갈수록 차량의 속도 범위는 순차적으로 빠르게 설정되는 차량용 카메라 제어 장치.
  5. 차량의 주변을 촬영하는 카메라,
    상기 촬영된 차량 주변 영상에서 물체를 추적하고, 상기 추적된 물체와의 거리를 구하고, 상기 구해진 물체와의 거리에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 제어부, 그리고
    상기 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 렌즈 구동부
    를 포함하는 차량용 카메라 제어 장치.
  6. 제 5 항에서,
    상기 제어부는,
    상기 물체와의 거리가 미리 정해진 기준 거리보다 긴 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 소정의 기준 초점 거리보다 길게 조절하고,
    상기 물체와의 거리가 상기 기준 거리보다 짧은 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 상기 기준 초점 거리보다 짧게 조절하는 차량용 카메라 제어 장치.
  7. 차량의 속도를 감지하는 단계,
    상기 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계, 그리고
    상기 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 단계
    를 포함하는 차량용 카메라 제어 방법.
  8. 제 7 항에서,
    상기 감지된 차량의 속도에 기초하여 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계는,
    상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제1 기준 속도 범위에 속하면, 어라운드 뷰 모드(Around View Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제1 초점 거리로 조절하고,
    상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제2 기준 속도 범위에 있으면, 차선 이탈 감지 모드(LDWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제2 초점 거리로 조절하고,
    상기 감지된 차량의 속도가 미리 정해진 제3 기준 속도 범위에 있으면, 충돌 감지 모드(FCWS Mode)로 판단하여 상기 카메라의 초점 거리를 제3 초점 거리로 조절하는 차량용 카메라 제어 방법.
  9. 제 8 항에서,
    상기 제1 초점 거리에서 상기 제3 초점 거리로 갈수록 상기 카메라의 초점 거리는 순차적으로 길게 설정되는 차량용 카메라 제어 방법.
  10. 제 8 항에서,
    상기 제1 기준 속도 범위에서 상기 제3 기준 속도 범위로 갈수록 차량의 속도 범위는 순차적으로 빠르게 설정되는 차량용 카메라 제어 방법.
  11. 차량의 주변을 촬영하는 단계,
    상기 촬영된 차량 주변 영상에서 물체를 추적하는 단계,
    상기 추적된 물체와의 거리를 구하는 단계,
    상기 구해진 물체와의 거리에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계, 그리고
    상기 조절된 카메라의 초점 거리에 따라 카메라 렌즈의 위치를 이동시키는 단계
    를 포함하는 차량용 카메라 제어 방법.
  12. 제 11 항에서,
    상기 구해진 물체와의 거리에 기초하여 상기 카메라의 초점 거리를 조절하는 단계는,
    상기 물체와의 거리가 미리 정해진 기준 거리보다 긴 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 소정의 기준 초점 거리보다 길게 조절하고,
    상기 물체와의 거리가 상기 기준 거리보다 짧은 경우, 상기 카메라의 초점 거리를 상기 기준 초점 거리보다 짧게 조절하는 차량용 카메라 제어 방법.
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