KR101748649B1 - 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치 및 방법 - Google Patents
카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 카메라를 이용한 서스펜션 제어 장치는 카메라를 이용하여 차량의 외부 환경 정보(노면 상태 등)를 인지하고 능동적으로 헤드 램프를 제어함으로써, 보다 편안하고, 안정적인 주행 환경 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 카메라를 이용하여 노면 상태 및 과속방지턱의 존재 여부와 같은 외부 환경 정보를 인지지하고, 능동적으로 헤드 램프를 제어하는 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
Active Safety Vehicle (ASV) 분야에서 카메라는 다양한 목적으로 도입되어 활용되고 있다.
즉, 카메라는 운전자의 시야를 넓히는데 사용될 뿐만 아니라 차량에 도입된 영상 처리 알고리즘과 함께 차량 운전시 편의를 제공하는데도 사용되고 있으며, 레이더, 라이더 등의 타 센서에 비해 가격이 낮고 특히 한대의 카메라를 이용하여 다양한 기능을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 기존의 헤드 램프 제어 장치는 차량의 내부 정보만을 이용하여 헤드 램프를 제어하기 때문에 실시간으로 변화하는 외부 환경 정보를 적용하여 능동적으로 헤드 램프를 제어할 수 없고, 이 때문에 운전자에게 보단 편안하고, 안전한 주행 환경을 제공할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라를 이용하여 노면 상태 및 과속 방지턱의 존재 여부와 같은 차량의 외부 환경 정보(노면 상태 등)를 인지하고, 인지도니 외부 환경 정보에 기초하여 능동적으로 헤드 램프를 제어하는 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 장치는 차량에 장착된 카메라를 통해 촬영된 전방 영상으로부터 노면 상태 정보를 추출하는 카메라 모듈과, 상기 노면 상태 정보를 분석한 분석 결과에 따라 헤드 램프를 제어하는 램프 제어부 및 상기 헤드 램프를 포함하고, 상기 램프 제어부의 제어에 따라 상기 헤드 램프의 각도를 제어하는 램프부를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 방법은 차량에 장착된 카메라를 통해 촬영된 전방 영상으로부터 노면 상태 정보를 추출하는 단계와, 상기 노면 상태 정보를 분석하여, 차량의 전방에 과속 방지턱의 존재 여부 및 상기 차량이 비포장 도로여부를 주행하는 지를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 헤드 램프의 각도를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 도로/노면을 감지하여 헤드램프의 각도를 조절함으로써 과속방지턱, 비포장도로에서 자체의 각도가 달라짐에 따라 헤드 램프의 빛 또한 달라지기 때문에 시야가 달라지는 것을 방지할 수 있다.
또한 대항차 운전자의 눈부심 방지로 인한 사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤드 램프 제어 장치의 구성들을 블록 형태로 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤드 램프 제어 장치의 구성들을 블록 형태로 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 카메라를 이용한 서스펜션 제어 장치의 구성들을 블록 형식으로 보여주는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프 제어 장치(100: 이하 '헤드 램프 제어 장치'라 한다)는 카메라를 이용하여 노면 상태 및 과속 방지턱의 존재 여부와 같은 외부 환경 정보를 인지하고, 인지된 외부 환경 정보를 기초하여 능동적으로 헤드 램프를 제어한다.
이를 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 헤드 램프 제어 장치(100)는 카메라 모듈(110), 램프 제어부(120) 및 헤드 램프(130)를 포함한다.
카메라 모듈(110)은 차량의 전방을 촬영하는 구성으로서, 차량 내의 후방 확인용 미러에 설치되어, 차량의 전방을 촬영하지만, 그 설치위치는 특별히 한정되지 않는다. 따라서 차량의 전방을 촬영할 수 있는 위치라면 차체 내의 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다. 이러한 카메라 모듈(110)은 크게 전방 영상을 촬영하는 카메라와 이 카메라에 의해 촬영된 전방 영상 정보로부터 그림자 영상 정보와 과속 방지턱 영상 정보를 추출하는 영상 처리부로 구성될 수 있다. 영상 처리부는 객체 패턴을 추출하는 객체 추출 알고리즘에 따라 전방 영상에 포함된 그림자 패턴 정보와 과속 방지턱 패턴 정보를 추출할 수 있으며, 이러한 패턴 정보에 해당 패턴의 계조(gray) 정보, 색상 정보 및 패턴을 구성하는 픽셀들의 좌표에 기초한 좌표 정보를 포함할 수 있다. 이 객체 추출 알고리즘은 널리 알려진 공지된 기술이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
램프 제어부(120)는 상기 카메라 모듈(110)에 의해 추출된 상기 과속 방지턱 패턴 정보와 상기 그림자 패턴 정보를 입력받아서, 이를 분석한다. 예컨대, 램프 제어부(120)는 과속 방지 패턴 정보를 입력받아서 차로 위치를 분석(또는 인식)한다. 즉, 과속 방지턱 패턴은 영상 내에서 대각선 방향으로 연장되는 황색/흰색 또는 황색/흑색과 같은 컬러 정보로 표시된다. 따라서, 램프 제어부는 과속 방지턱 패턴에 포함된 황색의 색상 정보를 분석함으로써, 과속 방지턱의 존재 여부를 인지할 수 있다. 또한 램프 제어부(120)는 그림자 패턴 정보를 입력받아서 주행 차로의 비포장 도로 여부와 같은 노면 상태를 분석할 수 있다. 예컨대, 주행 차로가 평탄한 경우, 영상에 표시되는 차로가 그림자 패턴이 보여지지 않으며, 회색 또는 흰색과 같은 하나의 색상으로 보여 지게 된다. 만일 노면 상에 자갈 또는 굴곡이 많은 경우, 노면 상에는 그림자를 형성하게 된다. 즉, 영상 내에서 화면 전체 분포하는 작은 그림자 패턴 정보로 인식된다. 따라서, 램프 제어부는 이러한 그림자 패턴의 분포도를 분석하여, 비포장 도로 여부를 인식하게 된다.
램프 제어부(120)은 해당 인식 결과에 따라 헤드 램프의 각도를 제어하는 위한 램프 각도 제어값을 생성한다. 예컨대, 헤드 램프의 각도를 하향시키거나 헤드 램프의 각도 상한을 제한하도록 상기 램프 각도 제어값을 조절한다.
램프부(130)는 헤드 램프의 각도를 물리적으로 제어하는 구성으로서, 헤드 램프와 이 헤드 램프의 각도를 물리적으로 제어하기 위한 엑츄에이터로 구성될 수 있다. 이 엑츄에이터는 상기 램프 제어부(120)로부터의 조절된 램프 각도 제어값에 따라 상기 헤들 램프의 각도를 제어함으로써, 운전자에게 안전한 주행 환경을 제공한다. 예컨대, 엑츄에이터는 램프 제어부의 제어에 따라 주행 노면이 비평탄 도로(또는 비포장 도로)인 경우, 헤드 램프의 각도가 상한치 이하에서만 조절되도록 헤드 램프의 각도를 조절할 수 있다. 또는 전방에 과속 방지턱이 존재하는 경우, 엑츄에이터는 헤드 램프의 현재 각도를 하향시키도록 조절할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프의 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 헤드 램프의 제어 방법을 설명하는 순서도이고, 설명의 이해를 돕기 위하여 도 1 또는 도 2가 함께 참조될 수 있다.
도 3을 참조하면, 카메라에 의해 촬영된 전방 영상이 획득된다(S300).
이어, 획득된 전방 영상에 앞서 기술한 바와 같은 객체 추출 알고리즘을 통해 차선 패턴을 검출한다(S310).
이어, 차랴의 전방에 과속방지턱의 존재 여부를 인지하기 위하여, 검출된 차선 패턴을 기준으로 대각선 방향의 차선 패턴과, 이 대각성 방향의 차선 패턴을 구성하는 색상 정보를 검출한다(S320).
검출 결과(S320), 과속 방지턱이 존재하는 것으로 인식된 경우, 즉, 대각성 방향의 차선 패턴이 인식되고, 인식된 대각선 방향의 차선 패턴을 구성하는 색상 정보가 황색으로 분석된 경우(S330), 헤드 램프의 각도를 하향시키도록 헤드 램프 각도값을 낮춘다(S340).
이어, 낮춰진 헤드 램프 각도값에 따라 엑츄에이터가 헤드 램프를 제어함으로써, 헤드 램프가 상부 방향으로 빛을 출사하여 운전자가 도로를 인식하지 못하게 되는 경우를 방지한다(S390).
한편, 상기 단계(S310)에서의 수행과정과 동시에, 획득된 전방 영상에 그림자 영역 패턴을 검출한다(S350).
이어, 검출된 그림자 영역 패턴의 분포도(이하, 밀도값)를 분석하고, 분석 결과에 따라 비포장 도로 여부를 인식한다(S360).
비포장 도로로 인식한 경우, 즉, 그림자 영역 패턴의 밀도값이 기설정된 밀도값보다 큰 경우, 헤드 램프의 각도값이 상한값이 설정된다(S380).
이어, 설정된 상한값에 따라 엑츄에이터는 헤드 램프의 각도가 상기 상한 값에 대응하는 각도를 초과하지 않도록 상기 설정된 상한값 범위 내에서 헤들 램프의 각도를 제어함으로써, 헤드 램프로부터 출력되는 빛이 새는 것을 방지하고, 시야를 확보한다(S380).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 카메라를 통해 인지된 외부 환경 정보를 이용하여 능동적으로 헤드 램프를 제어함으로써, 운전자에게 보다 편안하고 안전정적인 주행 환경 제공할 수 있다.
한편, 이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (7)
- 차량에 장착된 카메라를 통해 촬영된 전방 영상으로부터 노면 상태 정보를 추출하는 카메라 모듈;
상기 노면 상태 정보를 분석한 분석 결과에 따라 헤드 램프를 제어하는 램프 제어부; 및
상기 헤드 램프를 포함하고, 상기 램프 제어부의 제어에 따라 상기 헤드 램프의 각도를 제어하는 램프부를 포함하고,
상기 카메라 모듈은,
상기 전방 영상에 포함된 과속 방지 패턴 정보와 그림자 패턴 정보를 포함하는 상기 노면 상태 정보를 추출하는 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 과속 방지 패턴 정보는,
대각선 방향의 차선 패턴 정보와 대각선 방향의 차선 패턴을 구성하는 색상 정보를 포함하고,
상기 그림자 패턴 정보는,
노면의 굴곡 및 상기 노면 상에 존재하는 자갈에 의해 발생하는 그림자 패턴에 대응하는 패턴 정보인 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 램프 제어부는,
대각선 방향의 차선 패턴 정보와 대각선 방향의 차선 패턴을 구성하는 색상 정보를 분석한 상기 분석 결과에 따라 차량이 전방에 과속 방지턱의 존재 여부를 인지하고,
상기 그림자 패턴 정보에 포함된 상기 그림자 패턴이 영상 내에서 차지하는 밀도값을 분석한 상기 분석결과에 따라 차량의 주행 도로가 비포장 도로인지를 인지하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 램프부는,
상기 램프 제어부의 제어에 따라 과속 방지턱이 존재하는 경우, 상기 헤드 램프의 각도를 하향시키고,
상기 램프 제어부의 제어에 따라 차량이 비포장 도로를 주행하는 경우, 상기 헤드 램프의 각도를 기설정된 상한 각도값 이내에서 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치.
- 차량에 장착된 카메라를 통해 촬영된 전방 영상으로부터 노면 상태 정보를 추출하는 단계;
상기 노면 상태 정보를 분석하여, 차량의 전방에 과속 방지턱의 존재 여부 및 상기 차량이 비포장 도로여부를 주행하는 지를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과에 따라 헤드 램프의 각도를 조절하는 단계를 포함하고,
상기 추출하는 단계는,
상기 전방 영상에 포함된 과속 방지 패턴 정보와 그림자 패턴 정보를 포함하는 상기 노면 상태 정보를 추출하는 단계인 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 헤드 램프의 각도를 조절하는 단계는,
상기 차량의 전방에 과속 방지턱이 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 헤드 램프의 각도를 현재 각도보다 낮게 조절하는 단계; 및
상기 차량이 비포장 도로를 주행하는 경우, 상기 헤드 램프의 각도를 기설정된 상한값 이하에서 조절하는 단계
를 포함하는 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 방법.
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|---|---|---|---|
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| KR1020110074524A KR101748649B1 (ko) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | 카메라를 이용한 차량용 헤드 램프 제어 장치 및 방법 |
Publications (2)
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101748649B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11865965B2 (en) | 2022-02-23 | 2024-01-09 | Toyota Research Institute, Inc. | Systems and methods for adapting headlights with color according to speed |
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