KR102148575B1 - 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 방법 및 시스템 - Google Patents

역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 시스템홀로그램 영상 측정부, 홀로그램 HUD 시스템부와 역광조명부로 구성되는 것을 특징으로 하며,
그리고 본발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 관한 것으로, 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 있어서, 스테레오 카메라를 이용하여 HUD의 시야창을 측정하며,
스트레오 카메라에서 기록되는 영상의 휘도 및 역광의 정도에 따른 휘도 정도를 측정하며,
휘도계를 이용하여 홀로그램 영상의 밝기 및 색채를 측정하는 것으로,
본 발명 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템은 홀로그램 필름이 삽입 또는 부착된 차량 유리를 통해서 관측되는 증강현실 HUD 영상에 대해서 역광 및 조도의 영향하에서 영상 평가를 실시하여 차량유리에 삽입 또는 부착된 홀로그램의 특성을 확인하는 현저한 효과가 있다.

Description

역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 방법 및 시스템 { Hologram HUD evaluation method and system for backlight and illumination }
본 발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홀로그램 필름이 삽입 또는 부착된 차량 유리를 통해서 관측되는 증강현실 HUD 영상에 대해서 역광 및 조도의 영향하에서 영상 평가를 실시하여 차량유리에 삽입 또는 부착된 홀로그램의 특성을 확인하는 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 홀로그램 기술을 이용한 HUD 개발에 많은 관심을 가지고 있다.
홀로그래픽 HUD를 사용하면 AR HUD의 시스템 부피를 작게 할 수 있는 장점이 있다. 따라서 홀로그래픽 HUD는 더 작은 차량 설치 공간이 사용할 수 있으며 차량의 모든 관련 정보를 포함한 더 큰 이미지를 제공할 수 있다.
이러한 혁신을 통해 운전자는 쉽고 빠른 방향을 안내하는 매우 직관적인 방식으로 모든 관련 정보를 바로 눈 앞에서 볼 수 있다. 이 기술은 또한 운전자가 자율주행을 더 빨리 수용하도록 할 것이다. AR HUD에 대한 수용도가 높아짐에 따라 운전자는 차량이 실제로 보고 인지해 얻은 정보를 신뢰할 것이다. 결과적으로 자율주행에 대한 운전자의 신뢰가 크게 향상될 것이다.
홀로그래픽 HUD를 제작하기 위해서는 기존의 차량에 홀로그램을 기록한 HOE (holographic optical element) 필름을 부착 또는 차량 유리 내부에 삽입을 하게 된다.
차량유리에 홀로그램을 부착하거나 삽입을 하는 과정에 HOE 필름의 변형이나 잘못된 설치가 될 수 있다. 이 경우에 차량유리를 통해서 홀로그램 HUD 영상에 왜곡이 생길 수 있다.
또한 외부의 차량이나 조명에 의해서 발생하는 역광 및 조도에 따라서 HOE에 영향을 받아서 운전자에게 왜곡된 영상을 제공할 수 있는 문제가 있다.
이러한 역광과 조도에 따른 홀로그램 영상 왜곡의 측정하여 제대로 된 홀로그램 HUD 시스템을 차량에 제공하기 위해서는 역광과 조도에 따른 홀로그램 평가 방법이 필요하지만 아직까지 구체적인 홀로그램 평가 방법이 없다.
종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-0820898호의 차량용 HUD시스템에는, 차량용 헤드업 디스플레이 시스템에 있어서, 외부의 디스플레이 소스로부터 입력되는 영상 빔(beam)을 내측에서 반사시키기 위한 반사면을 구비한 도파관; 및 상기 도파관의 일단에 설치되며, 상기 반사면을 통해 반사된 상기 영상 빔을 윈드쉴드(windshield) 방향으로 회절시키는 회절 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 시스템이라고 기재되어 있다.
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-0813493호의 차량용 헤드 업 디스플레이 시스템에는, 차량용 헤드업 디스플레이 시스템에 있어서, 영상을 출력하는 디스플레이 소스; 상기 디스플레이 소스에 의해 출력되는 영상을 반사 또는 투과시키기 위한 광을 출력하는 광 출력부; 및 상기 광 출력부에 의해 반사 또는 투과된 영상을 윈드쉴드(windshield) 방향으로 반사각을 변화시키며 순차적으로 반사시키는 미러 어레이(mirror array)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 시스템이라고 기재되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 구성은 홀로그램 필름이 차량 유리를 통해 관측되는 증강현실 HUD 영상에 대해서 역광 및 조도의 영향 하에서 영상평가를 실시하지 못하여, 차량 유리의 홀로그램의 특성을 확인하지 못하는 단점이 있었다.
따라서 본 발명 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템을 통하여, 홀로그램 필름이 삽입 또는 부착된 차량 유리를 통해서 관측되는 증강현실 HUD 영상에 대해서 역광 및 조도의 영향하에서 영상 평가를 실시하여 차량유리에 삽입 또는 부착된 홀로그램의 특성을 확인하는 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 시스템홀로그램 영상 측정부, 홀로그램 HUD 시스템부와 역광조명부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 관한 것으로, 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 있어서, 스테레오 카메라를 이용하여 HUD의 시야창을 측정하며,
스트레오 카메라에서 기록되는 영상의 휘도 및 역광의 정도에 따른 휘도 정도를 측정하며,
휘도계를 이용하여 홀로그램 영상의 밝기 및 색채를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템은 홀로그램 필름이 삽입 또는 부착된 차량 유리를 통해서 관측되는 증강현실 HUD 영상에 대해서 역광 및 조도의 영향하에서 영상 평가를 실시하여 차량유리에 삽입 또는 부착된 홀로그램의 특성을 확인하는 현저한 효과가 있다.
도 1은 홀로그램 기술을 이용한 HUD 개념도
도 2는 차량유리(Waveguide) 내에 홀로그램 HOE를 부탁하는 실험 개념 사진
도 3은 본 발명의 실제 구현환경 사진
도 4 및 도 5는 본 발명 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템의 실시개념도
도 6은 휘도계를 이용하여 얻는 공간휘도영상의 예시도
도 7 및 도 8은 휘도계를 이용하여 실험 결과도
본발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 시스템홀로그램 영상 측정부, 홀로그램 HUD 시스템부와 역광조명부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀로그램 영상 측정부는 이동스테이지 위에 설치된 인간 시각 구조와 닮은 2대의 카메라로 구성된 스테레오 카메라와 영상의 분광을 측정할 수 있는 휘도기기로 구성되어 홀로그램 영상을 관측하는 것이며,
상기 홀로그램 HUD 시스템부는 HOE 필름을 포함하는 차량 유리와 HUD 차량 정보를 보여주는 영상디스플레이 장치로 구성되어 홀로그램 HUD 영상을 제공하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본발명은 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 관한 것으로, 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 있어서, 스테레오 카메라를 이용하여 HUD의 시야창을 측정하며,
스트레오 카메라에서 기록되는 영상의 휘도 및 역광의 정도에 따른 휘도 정도를 측정하며,
휘도계를 이용하여 홀로그램 영상의 밝기 및 색채를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 홀로그램 기술을 이용한 HUD 개념도, 도 2는 차량유리(Waveguide) 내에 홀로그램 HOE를 부탁하는 실험 개념 사진, 도 3은 본 발명의 실제 구현환경 사진, 도 4 및 도 5는 본 발명 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템의 실시개념도, 도 6은 휘도계를 이용하여 얻는 공간휘도영상의 예시도, 도 7 및 도 8은 휘도계를 이용하여 실험 결과이다.
본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 홀로그램 영상 측정부, 홀로그램 HUD 시스템부와 역광조명부로 구성된다.
상기 홀로그램 영상 측정부는 이동스테이지 위에 설치된 인간 시각 구조와 닮은 2대의 카메라로 구성된 스테레오 카메라와 영상의 분광을 측정할 수 있는 휘도기기를 이용하여 홀로그램 영상을 관측하는 것이다.
상기 홀로그램 HUD 시스템부는 HOE 필름을 포함하는 차량 유리와 HUD 차량 정보를 보여주는 영상디스플레이 장치로 구성하며 홀로그램 HUD 영상을 제공하는 것이다.
상기 홀로그램 HUD 시스템부를 통하여 생성되는 홀로그램 영상에 대해서 다양한 방향에서 역방향으로 조사되는 광원으로 구성된 역광조명부로 구성된다.
도 3에서는 스테레오 영상부는 Zed camera, 휘도 측정부는 CS-1000, 차량 유리부는 하프미러(half mirror), 역광조명부는 15개의 전구 스탠드, HUD 영상 디스플레이부는 20인치 디스플레이 모듈을 사용하였다.
개발된 평가 시스템을 이용하여 다음과 같은 홀로그램 영상 평가를 수행할 수 있다.
(1) 스테레오 카메라를 이용하여 HUD의 시야창을 측정할 수 있다.
시야창은 홀로그램이 부착된 차량 유리를 통하여 홀로그램을 관측할 수 있는 범위이다.
범위 측정방법은 스테레오 카메라가 올려져 있는 스테이지를 이용하여 측정 할 수 있다.
(2) 스트레오 카메라에서 기록되는 영상의 휘도 및 역광의 정도에 따른 휘도 정도를 측정할 수 있다.
HOE 차량유리에 의해서 관측되는 홀로그램 영상이 인간의 눈에 보여지는 균일한 정도를 측정할 수 있다.
역광의 세기 분포 차이를 이용하여 휘도를 구분한다.
디스플레이에 되는 원본 입력영상과 홀로그램 영상의 PSNR을 계산하여 비균일도를 판정할 수 있다.
최대 신호 대 잡음비(PSNR, Peak Signal to noise ratio)는 신호가 가질수 있는 최대 전력에 대한 잡음의 전력을 나태난 것이다. 주로 영상 또는 동영상에서 화질 손상 정보를 평가할 때 사용된다.
Figure 112018124359579-pat00001
MAX는 해당 영상의 최댓값으로서, 해당 채널의 최댓값에서 최소값을 빼서 구할 수 있다. 예를들어 8bit 그레이 스케일 영상의 경우는 255-0 = 255가 된다.
MSE(Mean Square Error)는 다음의 방법으로 구한다.
1) 평균을 구한다. 2) 각 데이터에서 평균을 뺀 값에 제곱을 한다. 3) 2번에서 구한 값을 모두 더한다. 4) 3번에서 구한 값에 총 데이터 숫자만큼 나눈다.
(3) 휘도계를 이용하여 홀로그램 영상의 밝기 및 색채를 측정할 수 있다.
휘도계를 이용하여 역광에 따른 홀로그램 영상의 밝기 및 색채를 측정할 수 있다.
역광 정도를 변경하여 휘도계 측정하여 3차원 공간 휘도 정보를 추출한다.
따라서 본 발명 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD 평가 방법 및 시스템은 홀로그램 필름이 삽입 또는 부착된 차량 유리를 통해서 관측되는 증강현실 HUD 영상에 대해서 역광 및 조도의 영향하에서 영상 평가를 실시하여 차량유리에 삽입 또는 부착된 홀로그램의 특성을 확인하는 현저한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 홀로그램 영상 측정부, 홀로그램 HUD 시스템부와 역광조명부로 구성되는 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 시스템에 있어서,
    상기 홀로그램 영상 측정부는 이동스테이지 위에 설치된 인간 시각 구조와 닮은 2대의 카메라로 구성된 스테레오 카메라와 영상의 분광을 측정할 수 있는 휘도계로 구성되어 홀로그램 영상을 관측하는 것이며,
    상기 홀로그램 HUD 시스템부는 HOE 필름을 포함하는 차량 유리와 HUD 차량 정보를 보여주는 영상디스플레이 장치로 구성되어 홀로그램 HUD 영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 시스템
  3. 홀로그램 영상 측정부, 홀로그램 HUD 시스템부와 역광조명부로 구성되되, 상기 홀로그램 영상 측정부는 이동스테이지 위에 설치된 인간 시각 구조와 닮은 2대의 카메라로 구성된 스테레오 카메라와 영상의 분광을 측정할 수 있는 휘도계로 구성되어 홀로그램 영상을 관측하는 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법에 있어서,
    상기 스테레오 카메라를 이용하여 HUD의 시야창을 측정하며,
    스트레오 카메라에서 기록되는 영상의 휘도 및 역광의 정도에 따른 휘도 정도를 측정하며,
    휘도계를 이용하여 홀로그램 영상의 밝기 및 색채를 측정하는 것을 특징으로 하는 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가방법
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