KR101737737B1 - 차량용 카메라 hud 통합 클러스터 시스템 - Google Patents

차량용 카메라 hud 통합 클러스터 시스템 Download PDF

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강원중
권오수
곽동훈
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덴소코리아일렉트로닉스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측의 촬영이 가능하도록 상기 차량의 후방에 좌우방향으로 회전 가능하게 결합된 후방카메라 및 상기 후방카메라를 좌우방향으로 회전시키도록 상기 차량의 후방에 설치되고, 좌우출력축에 상기 후방카메라가 결합되는 좌우회전모터가 구비된 후방촬영부와, 상기 차량의 후방 중앙 및 좌우 양측 각각에 위치하거나 접근하는 물체를 감지하도록 상기 차량의 후방에 설치된 복수의 후방감지부와, 상기 차량의 스티어링휠 전방에 설치된 대시보드에 설치되고, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하도록 상기 차량에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU와 전기적으로 연결되며, 상기 차량의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 표시하거나 상기 후방촬영부로부터 촬영된 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 영상 중 적어도 어느 하나를 표시하면서 상기 후방감지부의 감지값에 따라 상기 영상과 함께 경고등을 점멸 표시하는 클러스터표시부가 구비된 클러스터와, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하면서 상기 클러스터의 클러스터표시부에 표시되는 상기 영상 및 경고등이 상기 차량의 운전석 전방의 윈드실드에 투영되도록 상기 클러스터 및 ECU와 전기적으로 연결되고, 상기 운전석 전방의 대시보드에 설치된 헤드업디스플레이를 포함하여 이루어진 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템{HUD INTEGRATED CLUSTER SYSTEM FOR VEHICLE CAMERA}
본 발명은 차량의 주행상태에 대한 각종 정보와 함께 차량 외부에 설치된 카메라의 촬영 영상이 클러스터 및 HUD에 각각 표시되는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템에 관한 것이다.
차량은 탑승한 사용자를 원하는 방향으로 이동시키는 교통수단의 하나로서 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다. 이러한 차량은 사용자에게 이동의 편의성을 제공하는 대신에 주행 중 전방의 환경 대하여 수시로 유의해야 하는 동시에 후방의 환경에 대하여도 주의해야 한다. 여기서, 전방 및 후방의 환경은 차량 주위에 접근하거나 위치한 물체 즉, 사람, 차량 및 장애물 등의 주행방해요소들을 말한다.
이에 따라, 차량을 운전하는 사용자 즉, 운전자는 전방 및 후방 환경을 관찰하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 차량(1) 전방의 윈드실드(8)를 주시하면서 클러스터(3), 사이드미러(4) 및 백미러(5)로 시선이 이동하게 된다. 그리고, 최근에는 운전자의 편의성을 더욱 향상시키기 위해 대시보드(2) 중앙에 설치된 센터페시아에 오디오, 비디오, 경로안내 및 후방카메라 영상의 표시 기능을 수행하는 네비게이션(6)이 추가로 설치됨에 따라 상기 클러스터(3), 사이드미러(4) 및 백미러(5)와 함께 상기 네비게이션(6)으로도 시선이 이동하게 된다.
이러한 운전자의 잦은 시선이동은 불편함과 피로도를 상승시키고, 자칫 전방주시 소홀로 교통사고를 유발할 수 있는 문제점이 있으므로 이를 개선할 필요성이 있다.
한편, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 운전자의 시선이동 폭 및 시간을 줄이도록 차량(1)의 운전석 전방의 대시보드(20)에 설치된 클러스터(3)와 함께 운전석 전방의 윈드실드(8)에 차량의 주행상태 및 경로안내와 관련된 그래픽을 투영시키는 헤드업디스플레이(HUD, 9)가 설치된 차량이 개발되고 출시된 바 있다. 이러한 클러스터(3) 및 헤드업디스플레이(9)는 상기 차량에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU와 전기적으로 연결되어 차량의 주행상태 및 경로안내와 관련된 그래픽을 표시한다.
그러나, 상기 헤드업디스플레이(9)는 차량의 주행상태 및 경로안내와 관련된 그래픽을 표시할 뿐이므로 운전자는 차량의 후방 환경을 주시하기 위해 윈드실드로부터 사이드미러 및 백미러 방향으로 시선이 이동해야 하는 문제점은 여전히 남아 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 첫째 차량 후방을 촬영한 영상을 운전석 전방의 클러스터 및 헤드업디스플레이에 표시함으로써, 차량의 후방 환경을 주시하기 위한 운전자의 시선이동 폭 및 시간을 줄이고, 전방주시 소홀로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템을 제공하는 데 있다.
둘째, 경로정보와 함께 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태에 따라 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 중 적어도 어느 하나를 운전석 전방의 클러스터 및 헤드업디스플레이에 표시함으로써, 각각의 상황에 맞게 운전자가 용이하게 후방을 관찰할 수 있는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템을 제공하는 데 있다.
셋째, 차량 후방의 촬영 영상과 함께 차량에 접근하거나 위치한 물체에 따라 경고등을 표시함으로써, 후진 또는 차선변경시 운전자의 주의를 보다 용이하게 환기시킬 수 있는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템을 제공하는 데 있다.
넷째, 운전석 및 조수석의 후방 영상과 함께 전방 물체로 인하여 운전석에서 시야확보가 어려운 조수석 전방의 물체를 촬영하여 운전석 전방에 표시함으로써, 조수석 방향으로 차선변경을 용이하게 수행할 수 있는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템은, 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측의 촬영이 가능하도록 상기 차량의 후방에 좌우방향으로 회전 가능하게 결합된 후방카메라 및 상기 후방카메라를 좌우방향으로 회전시키도록 상기 차량의 후방에 설치되고, 좌우출력축에 상기 후방카메라가 결합되는 좌우회전모터가 구비된 후방촬영부와, 상기 차량의 후방 중앙 및 좌우 양측 각각에 위치하거나 접근하는 물체를 감지하도록 상기 차량의 후방에 설치된 복수의 후방감지부와, 상기 차량의 스티어링휠 전방에 설치된 대시보드에 설치되고, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하도록 상기 차량에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU와 전기적으로 연결되며, 상기 차량의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 표시하거나 상기 후방촬영부로부터 촬영된 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 영상 중 적어도 어느 하나를 표시하면서 상기 후방감지부의 감지값에 따라 상기 영상과 함께 경고등을 점멸 표시하는 클러스터표시부가 구비된 클러스터와, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하면서 상기 클러스터의 클러스터표시부에 표시되는 상기 영상 및 경고등이 상기 차량의 운전석 전방의 윈드실드에 투영되도록 상기 클러스터 및 ECU와 전기적으로 연결되고, 상기 운전석 전방의 대시보드에 설치된 헤드업디스플레이를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 후방감지부는, 초음파센서 및 레이더센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터는, 상기 ECU로부터 상기 차량의 주행상태 데이터를 수신받아 속도 및 연료량과 같은 현재 차량의 주행상태를 아날로그 또는 디지털 방식으로 표시하는 주행상태표시부와, GPS신호를 수신하여 상기 차량의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 연산하는 GPS와, 상기 후방감지부의 감지값을 전달받아 상기 클러스터표시부에 상기 후방촬영부의 촬영 영상과 함께 경고등이 표시되도록 제어하되, 상기 ECU로부터 상기 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 전달받아 상기 후방촬영부가 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측을 선택적으로 촬영하도록 제어하며, 상기 GPS로부터 연산된 신호를 전달받아 상기 경로정보가 상기 클러스터표시부에 표시되도록 제어하는 클러스터마이콤과, 상기 클러스터표시부에 표시되고 있는 촬영 영상, 경고등 또는 경로정보의 그래픽 데이터를 상기 클러스터마이콤으로부터 수신하여 상기 헤드업디스플레이에 전달하는 그래픽처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터표시부는, 중앙에 위치한 중앙영역과, 상기 중앙영역과 연결되면서 상기 중앙영역의 좌측에 위치한 좌측영역과, 상기 중앙영역과 연결되면서 상기 중앙영역의 우측에 위치한 우측영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터마이콤은, 상기 차량의 후진기어 변속, 방향지시등의 점멸 및 스티어링휠의 좌측 또는 우측 회전 중에서 어느 하나도 액션이 발생하지 않은 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역, 좌측영역 및 우측영역에 상기 경로정보가 표시되도록 제어하는 경로모드와, 상기 차량의 후진기어 상태에서 스티어링휠의 회전방향에 따라 정방향 후진, 좌측 후진 또는 우측 후진의 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역, 좌측영역 및 우측영역에 상기 차량의 후진방향에 대응되는 촬영 영상이 표시되도록 제어하는 후진모드와, 상기 차량의 전진기어 상태에서 방향지시등의 좌측점멸 또는 스티어링휠의 좌측회전 중에서 어느 하나라도 액션이 발생한 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역 및 우측영역에 상기 차량의 후방 좌측의 촬영된 영상이 표시되고, 상기 클러스터표시부의 좌측영역에는 좌측화살표가 점멸 표시되도록 제어하는 좌행모드와, 상기 차량의 전진기어 상태에서 방향지시등의 우측점멸 또는 스티어링휠의 우측회전 중에서 어느 하나라도 액션이 발생한 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역 및 좌측영역에 상기 차량의 후방 우측의 촬영된 영상이 표시되고, 상기 클러스터표시부의 우측영역에는 우측화살표가 점멸 표시되도록 제어하는 우행모드와, 상기 후진모드, 좌행모드 또는 우행모드 상태에서 상기 후방감지부로부터 상기 차량의 후방 좌측에 접근하는 물체가 감지된 경우에는 상기 좌측영역에 경고등을 점멸 표시하고, 상기 차량의 후방 우측에 접근하는 물체가 감지된 경우에는 상기 우측영역에 경고등이 점멸 표시되도록 제어하는 경고모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 후방촬영부는, 상기 후방카메라가 상하방향으로 회전하면서 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측의 촬영이 가능하도록 상하출력축에 상기 좌우회전모터가 결합된 상하회전모터를 더 포함하고, 상기 후진모드는, 상기 ECU로부터 상기 차량의 속도를 전달받아 기저장된 일정속도를 기준으로 상기 일정속도를 초과한 경우 상기 후방촬영부의 후방카메라를 상향으로 회전제어하고, 상기 일정속도의 미만인 경우에는 상기 후방촬영부의 후방카메라를 하향으로 회전제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드업디스플레이는, 상기 클러스터마이콤의 경로모드, 후진모드, 좌행모드, 우행모드 및 경고모드 각각의 그래픽 데이터를 수신한 상기 그래픽처리부로부터 상기 그래픽 데이터를 수신받아 표시되고, 상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치된 허드표시패널과, 상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널에 광원에 제공하는 백라이트와, 상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널에 표시된 그래픽이 확대되거나 축소되면서 상기 차량의 운전석 전방의 윈드실드에 투영시키는 광학계와, 주야간의 외부환경에 따라 상기 백라이트의 밝기를 조절하는 허드마이콤을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드업디스플레이는, 상기 차량의 운전석 전방의 대시보드에 돌출되거나 상하방향으로 인입출 가능하게 설치된 컴바이너를 더 포함하고, 상기 광학계는, 상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널에 표시된 그래픽이 확대되거나 축소되면서 상기 컴바이너에 투영시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터는, 상기 차량에 가해지는 외부충격을 감지하는 충격센서와, 상기 충격센서의 검출값에 따라 상기 후방촬영부의 촬영 영상을 저장하도록 메모리카드가 인입출 가능하게 결합되고, 상기 메모리카드의 남은 메모리공간에 따라 상기 메모리카드를 자동으로 포맷시키거나 시간순으로 촬영 영상을 자동으로 삭제시키는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스티어링휠의 조향각을 검출하여 상기 ECU로 검출값을 송신하는 조향각센서를 더 포함하고, 상기 클러스터마이콤은, 상기 ECU로부터 상기 스티어링휠의 조향각 및 상기 차량의 속도를 각각 수신하여 상기 스티어링휠의 조향각 및 상기 차량의 속도에 따라 상기 후방촬영부의 좌우방향의 촬영 범위가 변경되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량의 좌우 양측을 촬영하도록 운전석의 사이드미러에 설치된 운전석측면카메라 및 조수석의 사이드미러에 설치된 조수석측면카메라가 각각 구비된 측면촬영부를 더 포함하고, 상기 클러스터는, 상기 ECU로부터 상기 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 상기 클러스터마이콤이 전달받아 상기 차량의 회전방향 및 차선변경 방향에 따라 상기 클러스터표시부에 상기 측면촬영부의 촬영 영상과 상기 후방촬영부의 촬영 영상을 함께 표시하고, 상기 헤드업디스플레이는, 상기 클러스터의 그래픽처리부에 의해 상기 클러스터표시부에 표시된 측면촬영부 및 후방촬영부의 촬영 영상이 상기 윈드실드에 투영되어 표시되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측면촬영부의 조수석측면카메라는, 조수석 전방 및 후방 각각을 촬영하도록 조수석전방카메라 및 조수석후방카메라를 각각 포함하고, 상기 클러스터는, 상기 ECU로부터 전진기어 상태에서 조수석 방향으로 방향지시등이 점멸되거나 스티어링휠이 조수석 방향으로 회전한 상태를 상기 클러스터마이콤이 수신한 경우 상기 클러스터표시부에 상기 조수석전방카메라 및 조수석후방카메라의 촬영 영상과 상기 후방촬영부의 촬영 영상을 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량의 전방을 촬영하도록 상기 차량의 전방에 설치된 전방촬영부를 더 포함하고, 상기 클러스터는, 상기 ECU로부터 상기 차량의 속도 및 기어변속 각각의 상태를 상기 클러스터마이콤이 전달받아 전진기어 상태에서 상기 차량이 일정속도 이하일 경우 상기 클러스터표시부에 상기 전방촬영부의 촬영 영상을 표시하고, 상기 헤드업디스플레이는, 상기 클러스터의 그래픽처리부에 의해 상기 클러스터표시부에 표시된 전방촬영부의 촬영 영상이 상기 윈드실드에 투영되어 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템은, 첫째 차량 후방을 촬영한 영상을 운전석 전방의 클러스터 및 헤드업디스플레이에 표시함으로써, 차량의 후방 환경을 주시하기 위한 운전자의 시선이동 폭 및 시간을 줄이고, 전방주시 소홀로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 경로정보와 함께 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태에 따라 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 중 적어도 어느 하나를 운전석 전방의 클러스터 및 헤드업디스플레이에 표시함으로써, 각각의 상황에 맞게 운전자가 용이하게 후방을 관찰할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 차량 후방의 촬영 영상과 함께 차량에 접근하거나 위치한 물체에 따라 경고등을 표시함으로써, 후진 또는 차선변경시 운전자의 주의를 보다 용이하게 환기시킬 수 있는 효과가 있다.
넷째, 운전석 및 조수석의 후방 영상과 함께 전방 물체로 인하여 운전석에서 시야확보가 어려운 조수석 전방의 물체를 촬영하여 운전석 전방에 표시함으로써, 조수석 방향으로 차선변경을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 차량 내부의 운전자의 시선 이동방향을 화살표로 도시한 사시도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 클러스터 및 헤드업디스플레이가 설치된 차량 내부의 운전석 전방을 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 실시예를 기준으로 차량 내부의 운전석 전방을 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제1 실시예로서 클러스터 및 헤드업디스플레이가 설치된 차량 내부의 운전석 전방을 도시한 사시도이며,
도 5는 도 4의 실시예 중 스티어링휠을 분리한 상태를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 4의 실시예를 기준으로 차량 내부의 운전석 전방을 도시한 단면도이며,
도 7은 도 4 및 6의 실시예를 기준으로 차량 외부를 도시한 평면도이고,
도 8은 도 7의 실시예의 후방촬영부 및 후방감시부를 확대 도시한 사시도이며,
도 9는 도 8의 실시예 중 후방촬영부를 확대 도시한 정면도이고,
도 10은 도 9의 실시예를 기준으로 후방카메라가 좌우방향으로 회전한 상태의 일 실시예를 도시한 정면도이며,
도 11은 도 8의 실시예 중 후방촬영부의 촬영 범위를 도시한 평면도이고,
도 12는 도 5의 실시예를 기준으로 클러스터를 확대 도시한 도면이며,
도 13은 도 4 및 6의 실시예를 기준으로 클러스터 및 헤드업디스플레이의 세부구성을 도시한 시스템블록도이고,
도 14는 도 13의 실시예 중 경로모드에 따른 클러스터 및 헤드업디스플레이를 도시한 도면이며,
도 15는 도 13의 실시예 중 후진모드, 좌행모드, 우행모드 및 경고모드의 일 실시예를 도시하기 위해 차량 후방에 위치하거나 접근하는 물체의 일 실시예를 도시한 도면이고,
도 16은 도 15의 실시예를 기준으로 후진모드에 따른 클러스터 및 헤드업디스플레이를 도시한 도면이며,
도 17은 도 15의 실시예를 기준으로 좌행모드에 따른 클러스터 및 헤드업디스플레이를 도시한 도면이고,
도 18은 도 15의 실시예를 기준으로 우행모드 및 경고모드에 따른 클러스터 및 헤드업디스플레이를 도시한 도면이며,
도 19 및 20은 도 9의 실시예의 후방촬영부의 다른 실시예를 각각 도시한 정면도 및 측면도이고,
도 21은 도 5의 실시예 중 클러스터의 다른 실시예를 도시한 사시도이며,
도 22는 도 21의 실시예를 기준으로 메모리부를 확대 도시한 사시도이고,
도 23은 도 21의 실시예의 실시예를 기준으로 도시한 시스템블록도이며,
도 24는 도 6의 실시예 중 헤드업디스플레이의 다른 실시예를 도시한 단면도이고,
도 25는 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제2 실시예로서 조항각센서가 설치된 차량 내부의 운전석 전방을 도시한 사시도이며,
도 26은 도 25의 실시예를 기준으로 도시한 시스템블록도이고,
도 27 및 28은 도 25의 실시예를 기준으로 스티어링휠의 조향각에 따른 후방촬영부의 촬영범위를 각각 도시한 평면도이며,
도 29는 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제3 실시예로서 측면촬영부가 설치된 차량 외부를 도시한 평면도이고,
도 30은 도 29의 실시예를 기준으로 도시한 시스템블록도이며,
도 31은 도 29의 실시예의 측면촬영부에서 촬영된 영상이 클러스터 및 헤드업디스플레이에 각각 표시된 상태의 일 실시예를 도시하기 위해 차량 전방 및 후방에 위치하거나 접근하는 물체의 일 실시예를 도시한 도면이고,
도 32는 도 31의 실시예를 기준으로 측면촬영부에서 촬영된 영상이 클러스터 및 헤드업디스플레이에 각각 표시된 상태의 일 실시예를 도시한 도면이며,
도 33은 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제4 실시예로서 전방촬영부가 설치된 차량 외부를 도시한 평면도이고,
도 34는 도 33의 실시예를 기준으로 도시한 시스템블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제1 실시예는, 도 4 내지 24에 도시된 바와 같이 후방촬영부(100), 후방감지부(200), 클러스터(300) 및 헤드업디스플레이(400)를 포함하여 이루어진다.
후방촬영부(100)는 도 6 내지 11 및 13에 도시된 바와 같이 차량(1)의 후방 중앙(BC), 후방 좌측(BL) 또는 후방 우측(BR)의 촬영이 가능하도록 상기 차량의 후방에 좌우방향으로 회전 가능하게 결합된 후방카메라(110)를 포함한다. 그리고, 상기 후방카메라를 좌우방향으로 회전시키도록 상기 차량의 후방에 설치되고, 좌우출력축(121)에 상기 후방카메라(110)가 결합되는 좌우회전모터(120)를 더 포함한다. 여기서 상기 후방촬영부(100)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 후방에 위치한 트렁크(50)에 설치될 수 있다. 또한, 촬영된 영상은 상기 차량(1)에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(30)로 전달되어 후술할 클러스터(300)로 송신될 수 있다.
상기 후방카메라(110)를 상기 좌우회전모터(120)를 통하여 상기 차량(1)의 후방 중앙(BC), 후방 좌측(BL) 또는 후방 우측(BR)의 촬영이 가능하도록 구성시킨 이유는 상기 차량(1)의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 상기 ECU(30)로부터 후술할 클러스터(300)의 클러스터마이콤(340)이 전달받아 상기 클러스터마이콤(340)의 제어로 각각의 상황에 맞는 후방 영역을 촬영하도록 하기 위함이다.
후방감지부(200)는 도 6 내지 8 및 13에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 후방 중앙 및 좌우 양측 각각에 위치하거나 접근하는 물체를 감지하도록 상기 차량의 후방에 복수로 설치된다. 이를 위해 초음파센서(210) 및 레이더센서(220) 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서, 초음파센서(210)는 초음파의 송수신 시간에 따라 물체와의 거리를 검출하는 센서이고, 레이더센서(220)는 전자파의 송수신 시간에 따라 물체와의 거리를 검출하는 센서로서 초음파센서보다 감지거리가 길고, 반응속도가 빠르다. 예컨대, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 상기 초음파센서(210)는 후진 주차 및 저속 후진과 같이 가까운 거리의 물체를 검출하는 용도로 사용되도록 리어범퍼(60)의 좌우방향으로 복수로 설치될 수 있고, 주행 중 차선변경 및 좌우회전 시 후측방 물체를 검출하는 용도로 사용되도록 상기 리어범퍼(60)의 좌우방향 양측 테두리에 복수로 설치될 수 있다. 한편, 상기 차량(1)의 후방 중앙 및 좌우 양측 각각에 위치하거나 접근하는 물체는 사람, 차량 및 장애물 등의 주행방해요소를 말한다.
클러스터(300)는 도 4 내지 6, 12 및 13에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 스티어링휠(10) 전방에 설치된 대시보드(20)에 설치된다. 그리고, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하도록 상기 차량(1)에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(30)와 전기적으로 연결된다. 또한, 클러스터표시부(310), 주행상태표시부(320), GPS(330), 클러스터마이콤(340) 및 그래픽처리부(350)를 포함한다. 한편, 상기 ECU(30)는 전자제어유닛(Electronic Control Unit)으로서 자동차용 컴퓨터라 할 수 있고, ECU(30)안에는 RAM과 ROM이 있다. ECU(30)의 RAM은 자동차가 운행 중에 발생하는 여러 가지 신호를 임시로 저장하는 기능을 하며, ROM은 자동차가 움직이는데 필요한 제어용 데이터로써 설계시 만들어져 나온다. 이러한 ECU(30)는 차량의 전원이 온(on)됨과 동시에 차량에 설치된 각종 센서, 예컨대 엔진과 관련된 엔진회전수, 엔진오일량 등을 체크하는 센서와, 냉난방 관련 온도센서 등과, 안전과 관련된 에어백, 시트벨트 센서뿐만 아니라, 차량의 움직임과 관련된 속도, ABS, 좌우회전 센서 등 각종 센서로부터 정보를 수신받는다. 이때, ECU(30)로 수신 또는 전송되는 모든 신호의 통신은 자동차 통신표준인 CAN통신에 의해서 이루어진다. 상기 ECU(30)의 기능 및 작동이나 차량(1)에 설치된 각종 센서는 종래 자동차기술에서도 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
구체적으로, 상기 클러스터표시부(310)는 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 표시하거나 상기 후방촬영부(100)로부터 촬영된 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 영상 중 적어도 어느 하나를 표시하면서 상기 후방감지부(200)의 감지값에 따라 상기 영상과 함께 경고등을 점멸 표시하는 수단으로서, 촬영 영상 등의 디지털데이터가 표시되는 LCD패널이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 클러스터표시부(310)는 중앙에 위치한 중앙영역(311)과 상기 중앙영역(311)과 연결되면서 상기 중앙영역(311)의 좌측에 위치한 좌측영역(312) 및 상기 중앙영역(311)과 연결되면서 상기 중앙영역(311)의 우측에 위치한 우측영역(313)을 포함한다. 상기 중앙영역(311), 좌측영역(312) 및 우측영역(313)을 각각 둔 이유는 하나의 표시수단 상기 후방촬영부(100)로부터 촬영된 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 영상을 서로 다른 스타일로 표시하기 위함으로, 운전자가 하나의 표시수단으로부터 보다 용이하게 상기 차량의 후방상태를 확인할 수 있는 효과가 있다. 이는 후술할 클러스터마이콤(340)에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 주행상태표시부(320)는 상기 ECU(30)로부터 상기 차량(1)의 주행상태 데이터를 수신받아 속도 및 연료량과 같은 현재 차량의 주행상태를 아날로그 또는 디지털 방식으로 표시하는 수단이다. 또한, 아날로그 및 디지털 방식이 복합된 아날로그 앤 디지털 방식으로도 표시될 수 있다. 여기서, 아날로그식은 구동모터로 작동되는 포인터를 통해 속도 및 회전속도 등의 주행상태 정보가 표시되는 방식이고, 디지털식은 속도 및 회전속도 등의 주행상태 정보가 디스플레이패널에 정확한 수치의 디지털데이터인 숫자로 표시되는 방식이다. 예컨대, 속도계, 엔진회전수(RPM), ABS, 연료계, 시트벨트경고등, 냉각수온도계, 상향등표시등, 엔진오일경고등, 배터리경고등, 기타 경고등 및 표시등이 표시될 수 있다.
GPS(330)는 GPS신호를 수신하여 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보를 연산하고, 상기 클러스터표시부(310)로 연산된 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 전송한다. 이는 상기 클러스터표시부(310)에 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 경로정보 즉, 네비게이션 기능이 표시되도록 하기 위함이다.
클러스터마이콤(340)은 상기 후방감지부(200)의 감지값을 전달받아 상기 클러스터표시부(310)에 상기 후방촬영부(100)의 촬영 영상과 함께 경고등이 표시되도록 제어하는 수단이다. 즉, 상기 ECU(30)로부터 상기 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 전달받아 상기 후방촬영부(100)가 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측을 선택적으로 촬영하도록 제어하고, 상기 GPS(330)로부터 연산된 신호를 전달받아 상기 경로정보가 상기 클러스터표시부(310)에 표시되도록 제어하는 것이다. 이를 위해, 경로모드(341), 후진모드(342), 좌행모드(343), 우행모드(344) 및 경고모드(345)를 포함한다.
경로모드(341)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 후진기어 변속, 방향지시등의 점멸 및 스티어링휠(10)의 좌측 또는 우측 회전 중에서 어느 하나도 액션이 발생하지 않은 경우 상기 클러스터표시부(310)의 중앙영역(311), 좌측영역(312) 및 우측영역(313)에 상기 경로정보가 표시되도록 제어하는 모드이다. 즉, 상기 후진모드(342), 좌행모드(343), 우행모드(344) 및 경고모드(345)를 수행하기 위한 액션이 발생하지 않은 경우 경로정보와 같이 네비게이션 기능을 수행한다.
후진모드(342)는 도 13, 15 및 16에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 후진기어 상태에서 스티어링휠(10)의 회전방향에 따라 정방향 후진, 좌측 후진 또는 우측 후진의 경우 상기 클러스터표시부(310)의 중앙영역(311), 좌측영역(312) 및 우측영역(313)에 상기 차량의 후진방향에 대응되는 촬영 영상이 표시되도록 제어하는 모드이다. 예컨대, 도 16은 상기 차량(1)의 후방 환경이 도 15와 같은 환경하에 정방향 후진할 경우 상기 후방촬영부(100)는 상기 차량의 후방 중앙(BC)을 촬영하고, 상기 클러스터표시부(310)에 상기 후방 촬영부(100)의 촬영 영상이 표시된 상태를 도시한 것이다.
여기서, 상기 후진모드(342)는 상기 차량(1)의 속도에 따라 상기 후방촬영부(100)의 상하방향 각도를 변경하면서 촬영 영상을 상기 클러스터표시부(310)에 표시하도록 제어할 수도 있다. 이를 위해 상기 후방촬영부(100)는 도 19 및 20에 도시된 바와 같이 상기 후방카메라(110)가 상하방향으로 회전하면서 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측의 촬영이 가능하도록 상하출력축(131)에 상기 좌우회전모터(120)가 결합된 상하회전모터(130)를 더 포함한다. 그리고, 상기 후진모드(342)는 상기 ECU(30)로부터 상기 차량(1)의 속도를 전달받아 기저장된 일정속도를 기준으로 상기 일정속도를 초과한 경우 상기 후방촬영부(100)의 후방카메라(110)를 상향으로 회전제어하고, 상기 일정속도의 미만인 경우에는 상기 후방촬영부(100)의 후방카메라(110)를 하향으로 회전제어한다. 이는 저속의 후진 주차의 경우 차량 후방의 10m이내 거리의 영상만으로도 충분한데 반해 후진 주행의 경우에는 속도를 고려하여 후진 주차의 영상보다는 좀 더 먼거리의 영상까지 필요하기 때문이다.
좌행모드(343)는 도 13, 15 및 17에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 전진기어 상태에서 방향지시등의 좌측점멸 또는 스티어링휠(10)의 좌측회전 중에서 어느 하나라도 액션이 발생한 경우 상기 클러스터표시부(310)의 중앙영역(311) 및 우측영역(313)에 상기 차량의 후방 좌측의 촬영된 영상이 표시되고, 상기 클러스터표시부(310)의 좌측영역(312)에는 좌측화살표(314)가 점멸 표시되도록 제어하는 모드이다. 예컨대, 도 17은 상기 차량(1)의 후방 환경이 도 15와 같은 물체(A, B, C)가 위치하거나 접근하는 환경하에 차선변경을 위하여 좌측 방향지시등을 점멸시키거나 스티어링휠(10)을 좌측으로 회전시킨 경우 상기 후방촬영부(100)는 상기 차량의 후방 좌측(BL)을 촬영하고, 상기 클러스터표시부(310)에 상기 후방 촬영부(100)의 촬영 영상이 표시된 상태를 도시한 것이다.
우행모드(344)는 도 13, 15 및 18에 도시된 바와 같이 상기 차량(1)의 전진기어 상태에서 방향지시등의 우측점멸 또는 스티어링휠(10)의 우측회전 중에서 어느 하나라도 액션이 발생한 경우 상기 클러스터표시부(310)의 중앙영역(311)) 및 좌측영역(312)에 상기 차량의 후방 우측의 촬영된 영상이 표시되고, 상기 클러스터표시부(310)의 우측영역(313)에는 우측화살표가 점멸 표시되도록 제어하는 모드이다.
경고모드(345)는 도 13, 15 및 18에 도시된 바와 같이 상기 후진모드(342), 좌행모드(343) 또는 우행모드(344) 상태에서 상기 후방감지부(200)로부터 상기 차량(1)의 후방 좌측에 접근하는 물체가 감지된 경우에는 상기 좌측영역(312)에 경고등을 점멸 표시하고, 상기 차량(1)의 후방 우측에 접근하는 물체가 감지된 경우에는 상기 우측영역(313)에 경고등이 점멸 표시되도록 제어하는 모드이다. 즉, 경고모드(345)는 상기 후방감지부(200)를 통하여 차량 후방의 중앙을 비롯한 좌측 및 우측과 사이드미러로는 보이지 않는 영역 즉, 후측방의 사각지대에 접근하거나 위치하는 물체를 감지하여 운전자의 주의환기 용도로 표시하는 모드이다. 예컨대, 도 18은 상기 차량(1)의 후방 환경이 도 15와 같은 환경하에 차선변경을 위하여 우측 방향지시등을 점멸시키거나 스티어링휠(10)을 우측으로 회전시킨 경우 상기 후방촬영부(100)는 상기 차량(1)의 후방 우측(BR)을 촬영하고, 상기 클러스터표시부(310)에 상기 후방 촬영부(100)의 촬영 영상이 표시됨에 동시에 상기 차량(1)의 후방 우측(BR)의 물체(C)가 기저장된 일정거리 이내에서 감지된 경우 차선변경을 저지하도록 운전자에게 경고하는 경고등(316, 317)이 점멸 표시되는 것을 도시한 것이다.
한편, 상기 클러스터(300)는 도 21 내지 23에 도시된 바와 같이 충격센서(360) 및 메모리부(370)를 더 포함할 수 있다. 상기 충격센서(360)는 상기 차량(1)에 가해지는 외부충격을 감지하는 수단이고, 상기 메모리부(370)는 상기 충격센서(360)의 검출값에 따라 상기 후방촬영부(100)의 촬영 영상을 저장하도록 메모리카드(371)가 인입출 가능하게 결합되는 수단이다. 그리고, 상기 메모리부(370)는 상기 메모리카드(371)의 남은 메모리공간에 따라 상기 메모리카드(371)를 자동으로 포맷시키거나 시간순으로 촬영 영상을 자동으로 삭제시킨다. 예컨대, 상기 충격센서(360)로부터 기저장된 일정충격 이상의 충격 검출값이 감지될 경우 감지된 시간을 기점으로 전후 30초 이내의 촬영 영상이 저장되도록 프로그램화 될 수 있다. 따라서, 상기 후방촬영부(100)가 촬영중인 후방 영역에서 교통사고 발생시 참고자료로서 활용될 수 있고, 좌우방향으로 각도 변화없이 단순히 후방을 촬영하는 블랙박스보다 정확한 영상을 제공할 수 있다.
헤드업디스플레이(HUD, 400)는 도 4 내지 6 및 13에 도시된 바와 같이 상기 차량(10)의 현재 주행상태를 표시하면서 상기 클러스터(300)의 클러스터표시부(310)에 표시되는 상기 영상 및 경고등이 상기 차량의 운전석 전방의 윈드실드(40)에 투영되도록 상기 클러스터(300) 및 ECU(30)와 전기적으로 연결되고, 상기 운전석 전방의 대시보드(20)에 설치된다. 그리고, 허드표시패널(410), 백라이트(420), 광학계(430) 및 허드마이콤(440)을 포함한다.
구체적으로, 허드표시패널(410)은 상기 클러스터마이콤(340)의 경로모드(341), 후진모드(342), 좌행모드(343), 우행모드(344) 및 경고모드(345) 각각의 그래픽 데이터를 수신한 상기 그래픽처리부(350)로부터 상기 그래픽 데이터를 수신받아 표시되고, 상기 운전석 전방의 대시보드(20)에 고정 설치된다.
백라이트(420)는 상기 운전석 전방의 대시보드(20)에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널(410)에 광원에 제공하는 수단이다.
광학계(430)는 상기 운전석 전방의 대시보드(20)에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널(410)에 표시된 그래픽이 확대되거나 축소되면서 상기 차량(1)의 운전석 전방의 윈드실드(40)에 투영시키는 수단이다.
허드마이콤(440)은 주야간의 외부환경에 따라 상기 백라이트(420)의 밝기를 조절하는 수단으로서, 이 외에도 상기 헤드업디스플레이(400)의 전반적인 작동을 제어한다. 한편, 주야간의 외부환경은 주변 빛의 양을 감지하는 조도센서의 감지값을 수신하여 기저장된 조도 기준값과 비교 분석하여 상기 상기 백라이트(420)의 밝기를 조절할 수 있다. 여기서, 조도센서는 도면에 도시된 바 없으나 전조등 및 후미등을 비롯한 차량 내 구비된 조명수단의 자동 온오프를 위하여 차량에 기본적으로 설치되고, 감지값은 상기 ECU(30)를 경유하여 전달받을 수 있다.
또한, 상기 헤드업디스플레이(400)는 도면에 도시된 바 없지만 사용자의 조작에 따라 전원을 온오프시키는 조작수단이 더 포함될 수 있고, 일 예로 스티어링휠 또는 센터페시아에 설치될 수 있다.
이와 같이 상기 헤드업디스플레이(400)는 도 14 및 16 내지 18에 도시된 바와같이 상기 클러스터(300)에 표시된 그래픽과 동일한 그래픽이 상기 윈드실드(40)에 표시되도록 한다. 또한, 상기 클러스터(300)에 표시된 그래픽과 동일한 그래픽을 표시하면서 속도, 연료량 등의 기본적인 주행상태 정보도 함께 표시될 수 있다.
또한, 상기 헤드업디스플레이(400)는 도 24에 도시된 바와 같이 컴바이너 타입의 C-HUD로 구성될 수 있는데 이를 위해 컴바이너(450)를 더 포함한다. 상기 컴바이너(450)는 상기 차량의 운전석 전방의 대시보드(20)에 돌출되거나 상하방향으로 인입출 가능하게 설치되고, 전방시야에 방해되지 않도록 투명소재이다. 이때, 상기 광학계(430)는 상기 운전석 전방의 대시보드(20)에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널(410)에 표시된 그래픽이 확대되거나 축소되면서 상기 컴바이너(450)에 투영시키도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제2 실시예는, 도 25 내지 28에 도시된 바와 같이 후방촬영부(100), 후방감지부(200), 클러스터(300), 헤드업디스플레이(400) 및 조향각센서(500)를 포함하여 이루어진다. 다만, 상술한 제1 실시예에서 상세하게 설명한 구성요소에 관해서는 이하 중복되는 설명은 생략한다.
조향각센서(500)는 상기 스티어링휠(10)의 조향각을 검출하여 상기 ECU(30)로 검출값을 송신하는 수단으로 상기 대시보드(20)에 마련된 스티어링휠장착부(21)에 설치될 수 있다.
제2 실시예에서 상기 클러스터(300)의 클러스터마이콤(340)은 상기 ECU(30)로부터 상기 스티어링휠(10)의 조향각 및 상기 차량의 속도를 각각 수신하여 상기 스티어링휠(10)의 조향각 및 상기 차량의 속도에 따라 상기 후방촬영부(100)의 좌우방향의 촬영 범위가 변경되도록 제어한다. 즉, 도 27 및 28에 도시된 바와 같이 상기 스티어링휠(10)의 조향각이 커질수록 상기 후방촬영부(100)의 후방 촬영범위가 보다 측면을 향하도록 제어하는 것이다. 또한, 차량의 속도와 매칭시켜 속도에 따른 상기 스티어링휠(10)의 조향각의 범위를 각기 다르게 설정하여 상기 후방촬영부(100)의 좌우방향의 촬영 범위가 변경되도록 제어될 수 있다. 이는 고속주행의 차선변경 및 저속주행의 좌우회전의 경우와 같이 고속일수록 스티어링휠(10)의 조향각이 작아지는 것을 고려한 것이다. 예컨대 이를 반영하여 차량의 속도가 80 km/h 이상이면서 스티어링휠의 조향각이 45°일 경우와, 차량의 속도가 20 km/h 이하이면서 스티어링휠의 조향각이 90°일 경우 양자 모두 상기 후방촬영부(100)가 좌우방향으로 동일한 영역을 촬영하도록 프로그램화 될 수 있다.
또 한편, 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제3 실시예는, 도 29 및 30에 도시된 바와 같이 후방촬영부(100), 후방감지부(200), 클러스터(300), 헤드업디스플레이(400) 및 측면촬영부(600)를 포함하여 이루어진다. 다만, 상술한 제1 실시예에서 상세하게 설명한 구성요소에 관해서는 이하 중복되는 설명은 생략한다.
측면촬영부(600)는 상기 차량(1)의 좌우 양측을 촬영하도록 운전석의 사이드미러(70)에 설치된 운전석측면카메라(610) 및 조수석의 사이드미러(80)에 설치된 조수석측면카메라(620)가 각각 구비된다. 상기 조수석측면카메라(620)는 조수석 전방 및 후방 각각을 촬영하도록 조수석전방카메라(621) 및 조수석후방카메라(622)를 각각 포함한다.
제3 실시예에서 상기 클러스터(300)는 상기 ECU(30)로부터 상기 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 상기 클러스터마이콤(340)이 전달받아 상기 차량의 회전방향 및 차선변경 방향에 따라 상기 클러스터표시부(310)에 상기 측면촬영부(600)의 촬영 영상과 상기 후방촬영부(100)의 촬영 영상을 함께 표시한다. 특히, 상기 ECU(30)로부터 전진기어 상태에서 조수석 방향으로 방향지시등이 점멸되거나 스티어링휠이 조수석 방향으로 회전한 상태를 상기 클러스터마이콤(340)이 수신한 경우 상기 클러스터표시부(310)에 상기 조수석전방카메라(621) 및 조수석후방카메라(622)의 촬영 영상과 상기 후방촬영부(100)의 촬영 영상을 함께 표시한다.
또한, 제3 실시예에서 상기 헤드업디스플레이(400)는 상기 클러스터(300)의 그래픽처리부(350)에 의해 상기 클러스터표시부(310)에 표시된 측면촬영부(600) 및 후방촬영부(100)의 촬영 영상이 상기 윈드실드(40)에 투영되어 표시된다.
더하여, 도 31은 상기 측면촬영부(600)에서 촬영된 영상이 클러스터(300) 및 헤드업디스플레이(400)에 각각 표시된 상태의 일 실시예를 도시하기 위해 차량 전방 및 후방에 위치하거나 접근하는 물체(E, D, F)의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 32는 도 31의 실시예를 기준으로 측면촬영부(600)에서 촬영된 영상이 클러스터(300) 및 헤드업디스플레이(400)에 각각 표시된 상태의 일 실시예를 도시한 도면이다. 예컨대, 조수석이 차량 내부의 우측에 위치할 경우 우측 방향으로 방향지시등이 점멸되거나 스티어링휠이 우측 방향으로 회전한 상태를 상기 클러스터마이콤(340)이 수신하면 상기 클러스터표시부(310)의 중앙영역(311)) 및 좌측영역(312)에 후방촬영부(100) 및 조수석후방카메라(622)의 촬영된 영상이 함께 표시되고, 상기 클러스터표시부(310)의 우측영역(313)에는 우측화살표가 점멸 표시된다. 이와 함께 조수석전방카메라(621)의 영상(318)은 상기 후방촬영부(100) 및 조수석후방카메라(622)의 촬영 영상과는 구획되어 표시될 수 있다.
또 한편, 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템의 제4 실시예는, 도 33 내지 34에 도시된 바와 같이 후방촬영부(100), 후방감지부(200), 클러스터(300), 헤드업디스플레이(400), 측면촬영부(600) 및 전방촬영부(700)를 포함하여 이루어진다. 다만, 상술한 제1 실시예 및 제3 실시예에서 상세하게 설명한 구성요소에 관해서는 이하 중복되는 설명은 생략한다.
전방촬영부(700)는 상기 차량(1)의 전방을 촬영하도록 상기 차량의 전방에 설치되는데 그 일례로 프론트범퍼(90)에 설치될 수 있다.
제4 실시예에서 상기 클러스터(300)는 상기 ECU(30)로부터 상기 차량의 속도 및 기어변속 각각의 상태를 상기 클러스터마이콤(340)이 전달받아 전진기어 상태에서 상기 차량이 일정속도 이하일 경우 상기 클러스터표시부(310)에 상기 전방촬영부(700)의 촬영 영상을 표시한다. 즉, 상기 전방촬영부(700)를 구비한 이유는 주행 시작시나 전후진 주차시 차량의 차체높이 및 본넷에 의해 가려진 전방 시야를 보조하기 위한 것이다.
또한, 상기 헤드업디스플레이(400)는 상기 클러스터(300)의 그래픽처리부(350)에 의해 상기 클러스터표시부(310)에 표시된 전방촬영부(700)의 촬영 영상이 상기 윈드실드(40)에 투영되어 표시된다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템은, 첫째 차량 후방을 촬영한 영상을 운전석 전방의 클러스터 및 헤드업디스플레이에 표시함으로써, 차량의 후방 환경을 주시하기 위한 운전자의 시선이동 폭 및 시간을 줄이고, 전방주시 소홀로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 경로정보와 함께 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태에 따라 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 중 적어도 어느 하나를 운전석 전방의 클러스터 및 헤드업디스플레이에 표시함으로써, 각각의 상황에 맞게 운전자가 용이하게 후방을 관찰할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 차량 후방의 촬영 영상과 함께 차량에 접근하거나 위치한 물체에 따라 경고등을 표시함으로써, 후진 또는 차선변경시 운전자의 주의를 보다 용이하게 환기시킬 수 있는 효과가 있다.
넷째, 운전석 및 조수석의 후방 영상과 함께 전방 물체로 인하여 운전석에서 시야확보가 어려운 조수석 전방의 물체를 촬영하여 운전석 전방에 표시함으로써, 조수석 방향으로 차선변경을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
1 : 차량
10 : 스티어링휠
20 : 대시보드
30 : ECU
40 : 윈드실드
50 : 트렁크
60 : 리어범퍼
70, 80 : 사이드미러
90 : 프론트범퍼
100 : 후방촬영부 110 : 후방카메라
120 : 좌우회전모터 130 : 상하회전모터
200 : 후방감지부
210 : 초음파센서 220 : 레이더센서
300 : 클러스터 310 : 클러스터표시부
320 : 주행상태표시부 330 : GPS
340 : 클러스터마이콤 350 : 그래픽처리부
360 : 충격센서 370 : 메모리부
400 : 헤드업디스플레이 410 : 허드표시패널
420 : 백라이트 430 : 광학계
440 : 허드마이콤 450 : 컴바이너
500 : 조향각센서
600 : 측면촬영부
700 : 전방촬영부

Claims (13)

  1. 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측의 촬영이 가능하도록 상기 차량의 후방에 좌우방향으로 회전 가능하게 결합된 후방카메라 및 상기 후방카메라를 좌우방향으로 회전시키도록 상기 차량의 후방에 설치되고, 좌우출력축에 상기 후방카메라가 결합되는 좌우회전모터가 구비된 후방촬영부와, 상기 차량의 후방 중앙 및 좌우 양측 각각에 위치하거나 접근하는 물체를 감지하도록 상기 차량의 후방에 설치된 복수의 후방감지부와, 상기 차량의 스티어링휠 전방에 설치된 대시보드에 설치되고, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하도록 상기 차량에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU와 전기적으로 연결되며, 상기 차량의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 표시하거나 상기 후방촬영부로부터 촬영된 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측 영상 중 적어도 어느 하나를 표시하면서 상기 후방감지부의 감지값에 따라 상기 영상과 함께 경고등을 점멸 표시하는 클러스터표시부가 구비된 클러스터와, 상기 차량의 현재 주행상태를 표시하면서 상기 클러스터의 클러스터표시부에 표시되는 상기 영상 및 경고등이 상기 차량의 운전석 전방의 윈드실드에 투영되도록 상기 클러스터 및 ECU와 전기적으로 연결되고, 상기 운전석 전방의 대시보드에 설치된 헤드업디스플레이와, 상기 차량의 좌우 양측을 촬영하도록 운전석의 사이드미러에 설치된 운전석측면카메라 및 조수석의 사이드미러에 설치된 조수석측면카메라가 각각 구비된 측면촬영부를 포함하고,
    상기 클러스터는,
    상기 ECU로부터 상기 차량의 주행상태 데이터를 수신받아 속도 및 연료량과 같은 현재 차량의 주행상태를 아날로그 또는 디지털 방식으로 표시하는 주행상태표시부와, GPS신호를 수신하여 상기 차량의 위치 및 경로에 관련된 경로정보를 연산하는 GPS와, 상기 후방감지부의 감지값을 전달받아 상기 클러스터표시부에 상기 후방촬영부의 촬영 영상과 함께 경고등이 표시되도록 제어하되, 상기 ECU로부터 상기 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 전달받아 상기 후방촬영부가 상기 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측을 선택적으로 촬영하도록 제어하며, 상기 GPS로부터 연산된 신호를 전달받아 상기 경로정보가 상기 클러스터표시부에 표시되도록 제어하는 클러스터마이콤과, 상기 클러스터표시부에 표시되고 있는 촬영 영상, 경고등 또는 경로정보의 그래픽 데이터를 상기 클러스터마이콤으로부터 수신하여 상기 헤드업디스플레이에 전달하는 그래픽처리부를 더 포함하고,
    상기 클러스터는,
    상기 ECU로부터 상기 차량의 속도, 기어변속, 방향지시등의 점멸, 스티어링휠의 조향방향 각각의 상태를 상기 클러스터마이콤이 전달받아 상기 차량의 회전방향 및 차선변경 방향에 따라 상기 클러스터표시부에 상기 측면촬영부의 촬영 영상과 상기 후방촬영부의 촬영 영상을 함께 표시하고,
    상기 헤드업디스플레이는,
    상기 클러스터의 그래픽처리부에 의해 상기 클러스터표시부에 표시된 측면촬영부 및 후방촬영부의 촬영 영상이 상기 윈드실드에 투영되어 표시되고,
    상기 측면촬영부의 조수석측면카메라는,
    조수석 전방 및 후방 각각을 촬영하도록 조수석전방카메라 및 조수석후방카메라를 각각 포함하고,
    상기 클러스터는,
    상기 ECU로부터 전진기어 상태에서 조수석 방향으로 방향지시등이 점멸되거나 스티어링휠이 조수석 방향으로 회전한 상태를 상기 클러스터마이콤이 수신한 경우 상기 클러스터표시부에 상기 조수석전방카메라 및 조수석후방카메라의 촬영 영상과 상기 후방촬영부의 촬영 영상을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후방감지부는,
    초음파센서 및 레이더센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터표시부는,
    중앙에 위치한 중앙영역과,
    상기 중앙영역과 연결되면서 상기 중앙영역의 좌측에 위치한 좌측영역과,
    상기 중앙영역과 연결되면서 상기 중앙영역의 우측에 위치한 우측영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클러스터마이콤은,
    상기 차량의 후진기어 변속, 방향지시등의 점멸 및 스티어링휠의 좌측 또는 우측 회전 중에서 어느 하나도 액션이 발생하지 않은 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역, 좌측영역 및 우측영역에 상기 경로정보가 표시되도록 제어하는 경로모드와,
    상기 차량의 후진기어 상태에서 스티어링휠의 회전방향에 따라 정방향 후진, 좌측 후진 또는 우측 후진의 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역, 좌측영역 및 우측영역에 상기 차량의 후진방향에 대응되는 촬영 영상이 표시되도록 제어하는 후진모드와,
    상기 차량의 전진기어 상태에서 방향지시등의 좌측점멸 또는 스티어링휠의 좌측회전 중에서 어느 하나라도 액션이 발생한 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역 및 우측영역에 상기 차량의 후방 좌측의 촬영된 영상이 표시되고, 상기 클러스터표시부의 좌측영역에는 좌측화살표가 점멸 표시되도록 제어하는 좌행모드와,
    상기 차량의 전진기어 상태에서 방향지시등의 우측점멸 또는 스티어링휠의 우측회전 중에서 어느 하나라도 액션이 발생한 경우 상기 클러스터표시부의 중앙영역 및 좌측영역에 상기 차량의 후방 우측의 촬영된 영상이 표시되고, 상기 클러스터표시부의 우측영역에는 우측화살표가 점멸 표시되도록 제어하는 우행모드와,
    상기 후진모드, 좌행모드 또는 우행모드 상태에서 상기 후방감지부로부터 상기 차량의 후방 좌측에 접근하는 물체가 감지된 경우에는 상기 좌측영역에 경고등을 점멸 표시하고, 상기 차량의 후방 우측에 접근하는 물체가 감지된 경우에는 상기 우측영역에 경고등이 점멸 표시되도록 제어하는 경고모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 후방촬영부는,
    상기 후방카메라가 상하방향으로 회전하면서 차량의 후방 중앙, 후방 좌측 또는 후방 우측의 촬영이 가능하도록 상하출력축에 상기 좌우회전모터가 결합된 상하회전모터를 더 포함하고,
    상기 후진모드는,
    상기 ECU로부터 상기 차량의 속도를 전달받아 기저장된 일정속도를 기준으로 상기 일정속도를 초과한 경우 상기 후방촬영부의 후방카메라를 상향으로 회전제어하고, 상기 일정속도의 미만인 경우에는 상기 후방촬영부의 후방카메라를 하향으로 회전제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 헤드업디스플레이는,
    상기 클러스터마이콤의 경로모드, 후진모드, 좌행모드, 우행모드 및 경고모드 각각의 그래픽 데이터를 수신한 상기 그래픽처리부로부터 상기 그래픽 데이터를 수신받아 표시되고, 상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치된 허드표시패널과,
    상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널에 광원에 제공하는 백라이트와,
    상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널에 표시된 그래픽이 확대되거나 축소되면서 상기 차량의 운전석 전방의 윈드실드에 투영시키는 광학계와,
    주야간의 외부환경에 따라 상기 백라이트의 밝기를 조절하는 허드마이콤을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 헤드업디스플레이는,
    상기 차량의 운전석 전방의 대시보드에 돌출되거나 상하방향으로 인입출 가능하게 설치된 컴바이너를 더 포함하고,
    상기 광학계는,
    상기 운전석 전방의 대시보드에 고정 설치되고, 상기 허드표시패널에 표시된 그래픽이 확대되거나 축소되면서 상기 컴바이너에 투영시키는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터는,
    상기 차량에 가해지는 외부충격을 감지하는 충격센서와,
    상기 충격센서의 검출값에 따라 상기 후방촬영부의 촬영 영상을 저장하도록 메모리카드가 인입출 가능하게 결합되고, 상기 메모리카드의 남은 메모리공간에 따라 상기 메모리카드를 자동으로 포맷시키거나 시간순으로 촬영 영상을 자동으로 삭제시키는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스티어링휠의 조향각을 검출하여 상기 ECU로 검출값을 송신하는 조향각센서를 더 포함하고,
    상기 클러스터마이콤은,
    상기 ECU로부터 상기 스티어링휠의 조향각 및 상기 차량의 속도를 각각 수신하여 상기 스티어링휠의 조향각 및 상기 차량의 속도에 따라 상기 후방촬영부의 좌우방향의 촬영 범위가 변경되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 전방을 촬영하도록 상기 차량의 전방에 설치된 전방촬영부를 더 포함하고,
    상기 클러스터는,
    상기 ECU로부터 상기 차량의 속도 및 기어변속 각각의 상태를 상기 클러스터마이콤이 전달받아 전진기어 상태에서 상기 차량이 일정속도 이하일 경우 상기 클러스터표시부에 상기 전방촬영부의 촬영 영상을 표시하고,
    상기 헤드업디스플레이는,
    상기 클러스터의 그래픽처리부에 의해 상기 클러스터표시부에 표시된 전방촬영부의 촬영 영상이 상기 윈드실드에 투영되어 표시되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 HUD 통합 클러스터 시스템.
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