KR101519290B1 - 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법 - Google Patents

차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시선 추적용 카메라로부터 수신된 시선 정보와 인식 가능한 손과 같은 특정 물체의 좌표를 이용하여 컨텐츠를 직접 제어할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법은 카메라를 이용하여 운전자의 시선을 추적하는 단계, 상기 시선이 HUD를 응시하면, 시선 추적을 통해 시선 벡터를 검출하는 단계, 상기 시선 벡터를 검출한 다음에 상기 카메라와 상기 운전자의 시선 사이에 손을 검출하고, 상기 손의 끝단부의 좌표를 추적하는 단계, 상기 HUD를 응시하는 상기 운전자의 시선의 최후 좌표와 상기 손의 끝단부의 최초 좌표가 서로 매칭되는 단계 및 상기 운전자의 손을 이용하여 상기 HUD를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법{Method for Controlling HUD for Vehicle}
본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 헤드 업 디스플레이의 컨텐츠를 직접 제어하는 기술에 관한 것이다.
운전자의 안전을 제공하고 차량 주행 정보와 주변상황 정보를 효과적으로 운전자에게 전달해주는 매체로 개발중인 여러 시스템이 있는데 그 중 헤드 업 디스플레이(Head up Displasy; 이하 'HUD'라 약칭함)가 주요 관심사가 되고 있다.
HUD란 차량이나 항공기 주행 중 운전자 정면 즉, 운전자의 주 시야 선을 벗어나지 않는 범위에서 차량 주행 정보나 기타 정보를 제공하는 시스템이다.
초창기의 HUD는 항공기 특히 전투기에 부착되어 비행 주행 시 비행사에게 비행정보 제공의 목적으로 개발되었다. 이 원리가 차량에 부합되어 개발하게 된 것이 차량용 HUD인 것이다.
보통 시속 약 100m/h 운전 중에 시야를 계기판에 두었다가 도로로 시야를 고정시키는 시간(2초)에 약 55m 정도 이동하기 때문에 위험은 존재한다. 이러한 위험을 줄이는 방법의 하나로 차량용 HUD를 개발 중인 것이다.
차량용 HUD는 앞 유리창의 운전자의 주 시야 선에 계기판의 정보(속력, 주행거리, RPM 등)를 나타나게 하여 운전자가 운전 중에도 쉽게 주행정보를 파악할 수 있도록 한다. 이로써 운전자는 도로로부터 눈을 떼지 않고도 중요한 주행정보를 인지함으로써 안전운행을 할 수 있다.
본 발명은 시선 추적용 카메라로부터 수신된 시선 정보와 인식 가능한 손과 같은 특정 물체의 좌표를 이용하여 차량용 헤드 업 디스플레이의 컨텐츠를 직접 제어할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법은 카메라를 이용하여 운전자의 시선을 추적하는 단계, 상기 시선이 HUD를 응시하면, 시선 추적을 통해 시선 벡터를 검출하는 단계, 상기 시선 벡터를 검출한 다음에 상기 카메라와 상기 운전자의 시선 사이에 손을 검출하고, 상기 손의 끝단부의 좌표를 추적하는 단계, 상기 HUD를 응시하는 상기 운전자의 시선의 최후 좌표와 상기 손의 끝단부의 최초 좌표가 서로 매칭되는 단계 및 상기 운전자의 손을 이용하여 상기 HUD를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 운전자의 손을 이용하여 HUD를 제어하는 단계는 상기 손의 끝단부로 상기 좌표를 푸쉬, 클릭 및 이동하여 HUD를 제어할 수 있다.
또한, 상기 운전자의 손을 이용하여 상기 HUD를 제어하는 단계에서 상기 손의 끝단부가 상기 카메라로부터 촬영되지 않을 경우, 상기 HUD의 제어를 종료할 수 있다.
또한, 상기 HUD의 제어를 종료한 후, 상기 운전자의 시선을 추적하여 상기 HUD를 다시 제어할 수 있다.
또한, 상기 HUD 내에 메뉴 또는 아이콘을 상기 운전자의 손의 끝단부로 클릭하거나, 이동하여 응용 프로그램을 동작시킬 수 있다.
본 기술은 차량용 헤드 업 디스플레이의 컨텐츠를 직접 제어하여 운전자가 실시간 정보를 이용할 수 있다.
또한, 본 기술은 차량용 헤드 업 디스플레이의 화면 구성을 자유롭게 변경할 수 있고, 운전자가 원하는 정보를 직접 선택할 수 있으며, 차량용 헤드 업 디스플레이의 위치를 쉽게 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 컨텐츠를 직접 제어하는 방법을 설명하는 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법을 나타내는 순서도이다.
차량 내 구비된 시선 추적용 카메라를 이용하여 운전자의 얼굴 및 눈을 촬영한 다음에 시선을 촬영한다.
구체적으로, 시선 추적용 카메라는 운전자의 얼굴을 검출하고 나면, 운전자의 얼굴 내의 눈을 계속 추적하고, 시선 추적용 카메라가 눈을 정상적으로 검출하게 되면, 운전자가 바라보는 방향을 나타내는 시선을 추적한다(S100). 시선 추적용 카메라는 얼굴, 눈 및 시선을 차례로 촬영하여 시선 정보를 저장하고, 계속 업데이트 할 수 있다.
다음에는, 시선 추적용 카메라로부터 촬영된 운전자의 시선을 계속 추적하다가 운전자의 시선이 HUD를 응시하는 순간을 포착한다. 시선 추적용 카메라는 운전자의 시선이 HUD를 응시하는 순간부터 운전자의 시선이 HUD를 응시하지 않는 순간까지의 시선 벡터(Vector)를 구할 수 있다(S110).
즉, 운전자의 시선과 HUD 간의 각도, 시선 추적용 카메라와 운전자와의 거리 및 운전자와 HUD와의 거리를 이용하여 시선 벡터를 구할 수 있다. 이러한 시선벡터를 구하는 방법은 시선 추적 알고리즘을 통해 가능하며, 시선 추적 알고리즘은 운전자의 눈에서 동공 중심점과 각막 중심점을 검출하고, 각 두 점을 연결하여 시선 벡터를 구할 수 있는 응용 프로그램이다. 이러한 시선 추적 알고리즘은 당업자라면 충분히 설명 가능한 기술이므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
HUD는 차량 내 윈드실드에 반사 영상을 쏘아서 윈드실드에 투과된 빛이 상을 맺고 운전자에게 원하는 정보를 보여주는 기술로서, 윈드실드의 투과영역에는 특수편광 필름이 부착되어 상이 운전자에게 보여질 수 있다. 구체적으로, HUD는 발광부, 디스플레이 소자, 광학계 및 컴바이너를 제어하여 운전자의 전방에 허상을 만들어 화상 정보를 제공할 수 있다.
다음으로, 운전자의 시선이 HUD를 응시한 다음에 특정물체(손) 검출 알고리즘이 활성화된다(S120). 즉, 시선 추적용 카메라가 운전자의 시선이 HUD를 응시하는 순간을 인지하는 동시에 HUD를 제어할 수 있도록 특정물체를 이용할 수 있다. 특정물체는 손을 대표적으로 설명하고 있으나, 신체 부위 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 특정물체 검출 알고리즘은 미리 정의된 알고리즘이며, 시선 추적용 카메라로부터 시선이 정상적으로 검출되지 않으면, 특정물체 검출 알고리즘을 활성화할 수 없다.
다음에는, 시선 추적용 카메라와 운전자의 얼굴 사이에 손을 검출한 후, 손의 끝단부(손가락)의 좌표를 시선 추적용 카메라가 추적한다(S130).
손의 끝단부의 좌표는 2D 또는 3D 좌표일 수 있으며, 손의 끝단부의 좌표는 손의 이동에 따라 위치가 변경되며, 시선 추적용 카메라는 위치가 변경된 손의 끝단부의 좌표를 계속 저장할 수 있다. 이러한 손의 끝단부의 좌표는 시선 추적용 카메라가 처음 촬영한 최초 좌표부터 운전자의 손이 시선 추적용 카메라와 운전자의 얼굴 사이에서 벗어나기 직전까지의 최후 좌표까지 모두 저장될 수 있다.
다음에는, HUD를 응시하고 있는 운전자의 시선의 최후 좌표와 손의 끝단부의 최초 좌표와 매칭한다(S140). HUD에 운전자의 시선의 위치가 변경될 수 있으므로 운전자의 시선의 위치 또한 계속 저장된다.
다음에는, HUD를 응시하고 있는 운전자의 시선의 최후 좌표와 손의 끝단부의 최초 좌표가 매칭된 후, 손의 끝단부를 이용하여 HUD를 계속 제어할 수 있다(S150). 즉, 운전자가 매칭된 좌표를 마우스를 이용하는 것과 같이 HUD를 제어할 수 있다.
여기서, 손의 끝단부를 이용하여 HUD를 제어하는 방법은 손의 끝부분을 강하게 누르거나(push), 이동(move)하거나 약하게 클릭(click)할 수 있고, HUD의 메뉴 또는 아이콘을 확대하거나 축소시킬 수 있다.
예를 들어, HUD의 메뉴 구조 중에서 사용자 인터페이스(UI)를 개선하여 HUD의 가장자리 또는 외곽에 메뉴를 설치한 후, 운전자는 손의 끝부분을 이용해 메뉴를 클릭하거나 누름으로써 응용프로그램을 동작시킬 수 있다.
또한, HUD에서 속도계 위치 및 네비게이션 구성 위치 등의 화면 구성을 변경코자 할 경우에도, 운전자는 손의 끝부분을 이용하여 화면구성의 위치를 변경할 수 있다.
이후, 손이 시선 추적용 카메라의 촬영 영역을 벗어나게 되면, HUD의 제어는 종료된다(S160).
그러나, 다시 HUD를 제어하려는 경우에는 HUD를 응시하여 시선 추적용 카메라의 시선 추적을 받고, 손의 끝부분을 이용하여 HUD를 다시 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 컨텐츠를 직접 제어하는 방법을 설명하는 도면이다.
HUD(200)의 컨텐츠를 직접 제어하는 방법은 HUD(200)와 운전자의 시선(210)의 사이에 손(220)을 이용하여 HUD(200)를 직접 제어하는 것을 말한다. 즉, 시선 추적용 카메라(230)는 운전자의 시선(210) 좌표와 손(220)의 끝단부의 좌표를 매칭한 후, 운전자가 손(220)을 이용하여 매칭된 좌표를 클릭, 푸쉬, 이동하거나 메뉴 또는 아이콘을 확대 또는 축소하여 HUD(200)를 직접 제어하는 것이다.
더 구체적으로, 시선 추적용 카메라(230)로부터 촬영되며, HUD(200)를 응시하는 운전자의 시선(210)의 최후 좌표와 손(220)의 끝단부의 좌표를 매칭하고, 손(220)의 끝단부를 이용하여 누르거나, 이동하거나 클릭하는 방법을 통해 HUD(200)의 응용프로그램을 동작시킬 수 있다. 더불어 HUD(200)의 화면 구성을 변경할 수도 있고, 차량 내부의 정보를 포함하는 속도계 표시의 위치 및 네비게이션 위치 등을 변경할 수 있다.
여기서, HUD(200)는 차량 내 윈드실드에 반사 영상을 쏘아서 윈드실드에 투과된 빛이 상을 맺고 운전자에게 원하는 정보를 보여주는 기술로서, 윈드실드의 투과영역에는 특수편광 필름이 부착되어 상이 운전자에게 보여질 수 있다. 구체적으로, 차량용 헤드 업 디스플레이(200)는 발광부, 디스플레이 소자, 광학계 및 컴바이너를 제어하여 운전자의 전방에 허상을 만들어 화상 정보를 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 기술은 차량용 헤드 업 디스플레이의 컨텐츠 제어를 직접 가능하도록 하여 운전자가 실시간 정보를 이용할 수 있다. 또한, 본 기술은 차량용 헤드 업 디스플레이의 화면 구성을 자유롭게 변경할 수 있고, 운전자가 원하는 정보 및 위치를 쉽게 변경할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 카메라를 이용하여 운전자의 시선을 추적하는 단계;
    상기 시선이 HUD를 응시하면, 시선 추적을 통해 시선 벡터를 검출하는 단계;
    상기 시선 벡터를 검출한 다음에 상기 카메라와 상기 운전자의 시선 사이에 손을 검출하고, 상기 손의 끝단부의 좌표를 추적하는 단계;
    상기 HUD를 응시하는 상기 운전자의 시선의 최후 좌표와 상기 손의 끝단부의 최초 좌표가 서로 매칭되는 단계; 및
    상기 운전자의 손을 이용하여 상기 HUD를 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전자의 손을 이용하여 HUD를 제어하는 단계는
    상기 손의 끝단부로 상기 좌표를 푸쉬, 클릭 및 이동하여 HUD를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전자의 손을 이용하여 상기 HUD를 제어하는 단계에서,
    상기 손의 끝단부가 상기 카메라로부터 촬영되지 않을 경우, 상기 HUD의 제어를 종료하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 HUD의 제어를 종료한 후,
    상기 운전자의 시선을 추적하여 상기 HUD를 다시 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 HUD 내에 메뉴 또는 아이콘을 상기 운전자의 손의 끝단부로 클릭하거나, 이동하여 응용 프로그램을 동작시키는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 제어방법.
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