KR102486168B1 - 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템 - Google Patents

차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량, 특히 대형차량인 버스에서 전방, 후방 및 양 측방을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상을 모니터를 통해 운전자에게 제공하는 차량용 감시 카메라 시스템에 관한 것으로서, 특히, 카메라로 화각이 180도 이상인 광각 카메라를 사용하여서 최소 수량의 카메라를 사용해 사각지대 없이 차량의 전방위의 영상을 제공하는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템은 차량의 전방을 촬영하는 전방카메라; 차량의 후방을 촬영하는 후방카메라; 차량의 양 측방을 촬영하는 두 측방카메라; 상기 후방카메라와 두 측방카메라의 영상을 디스플레이하여 운전자에게 제공하는 모니터;를 포함하고, 상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라는 화각이 180도 이상인 광각 카메라인 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템{Wide angle camera system for vehicle}
본 발명은 차량, 특히 대형차량인 버스에서 전방, 후방 및 양 측방을 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상을 모니터를 통해 운전자에게 제공하는 차량용 감시 카메라 시스템에 관한 것으로서, 특히, 카메라로 화각이 180도 이상인 광각 카메라를 사용하여서 최소 수량의 카메라를 사용해 사각지대 없이 차량의 전방위의 영상을 제공하는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 운전자의 시야에 들어오지 않는 사각지대가 존재하는바, 특히, 버스와 같은 대형차량의 경우 사각지대는 일반 승용차량보다 더 큰 범위로 형성된다.
버스는 대중교통에 널리 사용되어 잦은 주정차 및 승객들의 빈번한 승하차가 이루어지므로, 차량의 안전은 물론, 승객들의 안전을 도모하기 위하여 사각지대를 최대한 감소시키는 것이 중요하다.
특허공개공보 제10-2007-0033589호 "버스의 하차사고 방지시스템" 에서는 버스의 외측에 소형 카메라를 설치하여 사각지대를 촬영 후 운전자에게 제공하는 시스템을 개시하였다.
그러나 상기 특허공개공보 제10-2007-0033589호 "버스의 하차사고 방지시스템" 은 승객들이 승하차하는 조수석 측의 측방 영상만을 제공하여 여전히 사각지대가 존재한다.
등록특허 제10-1366112호 "카메라 네트워크를 분리하여 운용하는 차량용 ＡＶＭ 시스템 및 방법"은 차량의 전방, 후방 그리고 전방의 양측 모서리와 후방의 양측 모서리에 카메라를 촬영하여 사각지대를 최소화하는 시스템을 개시하였다.
상기 등록특허 제10-1366112호 "카메라 네트워크를 분리하여 운용하는 차량용 ＡＶＭ 시스템 및 방법"은 버스의 양 측방 중앙부는 카메라가 촬용하지 않고 운전자가 사이드미러를 통해 시야를 확보하도록 하고 있다.
그러나 운전자는 사이드미러를 통해 시야확보는 가능하지만 운전자의 정면에 구비된 모니터의 영상을 보고 시야를 확인하는 것 보다는 늦다. 그리고 최소 6대 이상의 카메라를 버스에 장착해야 하기에 비용부담이 크다.
본 발명은 이처럼 종래기술에 따른 차량용 감시 카메라 시스템이 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 180도 이상의 화각을 갖는 광각 카메라를 사용하여 최소 수량의 카메라를 설치하여 차량의 전방위에 대한 영상을 운전자에게 제공함으로써 비용부담을 줄이고 운전자가 안전사고에 신속하게 반응할 수 있도록 하는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
아울러, 영상에서 차량의 모서리 영역은 왜곡보정처리를 하여 운전자가 모서리 영역의 상황인식이 늦어지지 않도록 하고, 차량의 외부에 설치되는 카메라에는 방수성이 강화된 방수패드가 구비되어서 물기의 침투에 의한 고장이나 오작동을 예방할 수 있는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템은
차량의 전방을 촬영하는 전방카메라;
차량의 후방을 촬영하는 후방카메라;
차량의 양 측방을 촬영하는 두 측방카메라;
상기 후방카메라와 두 측방카메라의 영상을 디스플레이하여 운전자에게 제공하는 모니터;를 포함하고,
상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라는 화각이 180도 이상인 광각 카메라인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라가 촬영한 영상으로 차량의 모서리 영역의 영상을 왜곡보정처리하는 영상처리모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라는
전방 외주연으로 나사산과 단턱부가 형성되고, 렌즈모듈을 내장하는 하우징과,
내주연에 상기 나사산과 스크류결합되는 나사탭이 형성되고, 상기 나사탭 후방으로 연장되어 상기 단턱부를 덮는 덮개부가 구비되는 캡과,
상기 하우징의 단턱부에 외삽되고, 상기 덮개부에 가압되어서 이들의 틈새를 밀폐하는 방수패드를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 방수패드의 내주연과 외주연에는 각각 상기 단턱부와 덮개부에 가압밀착되는 환형돌기가 형성되고,
상기 방수패드에는 상기 환형돌기 아래에 위치하는 내외면과 하부면을 연결는 유로홀이 형성되고,
상기 유로홀에는 침투한 물기를 흡수하여 이동시키는 심지가 내재되고,
상기 방수패드의 하부면은 상기 유로홀을 통과하여 유입된 물기는 외부로 통과시키고, 외부의 물기는 내부로 통과시키지 않는 단방향 방수원단이 감싸는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템은 최소 수량의 카메라를 사용하여 비용부담을 줄이고, 차량의 전방위에 대한 영상을 제공하여 사각지대가 없고, 차량의 모서리 영역의 영상은 왜곡보정처리하여 운전자는 모서리 영역의 상황을 신속정확하게 인식하여 대처 가능하고, 차량 외부에 설치되는 카메라는 방수패드를 통해 내부로 물기가 침투하는 것을 완벽하게 차단하여 오류 없이 장기간 정상 작동 가능한 시스템으로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 모니터에 디스플레되는 영상의 일례를 보여주는 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 카메라의 분해 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 방수패드의 구조를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템은 전방카메라(10A), 후방카메라(10B), 두 측방카메라(10C, 10D), 모니터(20), 영상처리모듈(30), 영상저장장치(40)를 포함하여 이루어진다.
상기 전방카메라(10A), 후방카메라(10B), 두 측방카메라(10C, 10D)는 각각 차량의 전방, 후방, 양 측방의 중앙부에 설치되어서 차량의 전방, 후방 및 양 측방을 촬영한다.
이들 카메라(10A, 10B, 10C, 10D)는 차량의 외부에 설치되어서 차량 주변을 선명하게 촬영하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 외부에 설치되는 만큼 빗물이나 세척수 등의 물기가 내부로 침투하여 고장나거나 오작동할 수 있으므로, 방수성을 강화할 필요가 있다. 카메라의 방수성을 강화한 방수패드(P)에 대하여는 후술한다.
상기 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)은 180도 이상의 화각을 가져서, 사각지대 없이 차량의 전방위에 대한 영상을 촬영한다.
상기 모니터(20)는 상기 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)이 촬영하는 영상을 디스플레이하여 운전자에게 제공한다.
상기 모니터(20)는 운전석 앞의 유리나 대시보드에 설치된다. 이때, 상기 모니터(20)는 반투명 모니터(20)를 사용하여 운전자의 전방 시야 방해를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.
도2를 참조하면, 모니터(20)의 좌측에는 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)이 촬영한 영상을 합성하여 차량의 위에서 본 탑뷰 영상(21)이 디스플레이되고, 모니터(20)에는 차량 내부에 설치된 내부카메라가 촬영한 내부영상(22), 전방카메라(10A)가 촬영한 전방영상(23), 후방카메라(10B)가 촬영한 후방영상(24), 두 측방카메라(10C, 10D)가 촬영한 차량의 좌우 측방영상으로 평면형 영상(25)과 커브형 영상(26)이 분할화면으로 디스플레이 된다.
상기 영상처리모듈(30)은 상기 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)이 촬영한 영상에서 노이즈를 제거하고, 왜곡보정처리하고, 영상들을 합성한다.
보다 구체적으로 설명하면, 영상에 포함된 노이즈를 제거하여 영상이 보다 선명하도록 한다.
그리고 영상을 왜곡보정처리하여 시인성을 높인다. 카메라는 화각이 180도 이상으로 영상은 커브형 영상으로 촬영되고 그에 따라 영상의 가장자리(도1에서 차량의 모서리 영역)는 왜곡이 많아 시인성이 떨어진다. 그래서 영상의 가장자리를 왜곡보정하여 시인성을 높인다. 그리고 도2에서 전방영상(23)과 두 측방영상(25)에서 보는 바와 같이 왜곡보정을 통해 시인성이 높은 화각 120도의 평면형 영상으로 보정할 수도 있다.
그리고 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)의 영상을 합성하여 도2에서 보는 것과 같이 탑뷰 영상(21)을 만들고, 탑뷰 영상(21)에 차량 이미지를 합성하여 넣는다.
상기 영상저장장치(40)는 상기 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)이 촬영하는 영상을 저장하고, 추후에 확인할 수 있도록 한다.
도3을 참조하면, 상기 카메라들(10A, 10B, 10C, 10D)은 하우징(11), 렌즈모듈(12), 적외선LED모듈(13), 캡(14), 윈도우(15), 방수패드(P)를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(11)은 원통형구조로 이루어지고, 전방 외주연에는 나사산(11a)이 형성되고, 나사산(11a) 밑에는 단턱부(11b)가 형성된다.
상기 렌즈모듈(12)은 화각이 180도 이상이고, 상기 하우징(11)에 내장된다.
상기 적외선LED모듈(13)은 상기 렌즈모듈(12) 주변에 배치되고 적외선을 조사하여 어두운 곳에서도 렌즈모듈(12)의 촬영이 가능하도록 한다.
상기 캡(14)은 상기 하우징(11)의 전방개구부에 탈착 가능하게 스크류결합된다. 상기 캡(14)의 내주연에는 상기 나사산(11a)에 스크류결합되는 나사탭(14a)이 형성되고, 상기 나사탭(14a) 밑에는(후방에는) 상기 단턱부(11b)를 덮는 덮개부(14b)가 연장되어 형성된다. 상기 덮개부(14b)의 단부에는 테이퍼진 경사면이 형성된다.
상기 윈도우(15)는 상기 캡(14)의 전면에 구비되어서, 상기 렌즈모듈(12)이 투사하여 촬영 가능하고, 상기 적외선LED모듈(13)의 적외선이 투과하여 조사 가능하도록 한다.
상기 방수패드(P)는 상기 단턱부(11b)에 외삽되고, 상기 덮개부(14b)에 가압되어서, 상기 단턱부(11b)와 덮개부(14b) 사이의 틈새를 밀폐시킨다.
상기 렌즈모듈(12)과 적외선LED모듈(13) 등을 상기 하우징(11)에 내장시키고, 이들의 유지보수를 위해 상기 캡(14)은 상기 하우징(11)에 탈착 가능하게 스크류결합되고, 탈착결합구조로 인해 이들의 결합부위에는 틈새가 발생된다.
상기 방수패드(P)는 상기 하우징(11)과 캡(14)의 결합틈새를 완벽하게 밀폐하여 틈새를 통해 물기가 침투되는 것을 원천적으로 차단한다.
도4를 참조하면, 상기 방수패드(P)는 상기 하우징(11)의 단턱부(11b)와 상기 캡(14)의 덮개부(14b) 사이의 틈새를 완벽하게 차단할 수 있도록 아래와 같은 구조를 갖는다.
상기 방수패드(P)의 내면과 외면에는 각각 길이방향으로 돌기(P1)가 형성되어서, 상기 단턱부(11b)의 외면과 상기 덮개부(14b)의 내면에 가압밀착 된다. 물기가 방수패드(P)의 내외면을 타고 침투되더라도 상기 돌기(P1)에 1차로 막혀 더 이상 침투되지 않도록 한다.
상기 돌기(P1)의 아래에 위치하는 상기 방수패드(P)의 내면과 외면에는 유도홈(P3)이 형성되고, 상기 유도홈(P3)이 위치하는 방수패드(P)의 내면과 외면 그리고 방수패드(P)의 하부면을 연결하는 유로홀(P5)이 형성된다. 상기 방수패드(P)의 내면과 외면을 침투한 물기는 상기 유도홈(P3)에 유도되어 그 위로 더 이상 침투되지 못하고, 유도홈(P3)에 유도된 물기는 상기 유로홀(P5)을 통해 외부로 배출되어서, 물기의 침투를 2차로 막는다.
상기 유도홈(P3)과 유로홀(P5)은 상기 방수패드(P)가 상기상기 하우징(11)의 단턱부(11b)와 상기 캡(14)의 덮개부(14b)에 가압되는 상태에서도 물기가 통과할 수 있는 통로가 유지되는 것이 바람직하다. 특히, 유로홀(P5)의 통로가 유지되도록 유로홀이 형성된 튜브를 방수패드의 사출성형 시에 인서트 방식으로 내장시킬 수 있다.
상기 유로홀(P5)에는 상기 유도홈(P3)에 있는 물기를 흡수하여 유로홀(P5)로 이동시키는 심지(P7)가 내재될 수 있다.
상기 유로홀(P5)을 통해 물기가 역류할 수 있다. 즉, 방수패드(P)의 하부에 형성된 유로홀(P5)로 유입되어서 유도홈(P3)까이 이동될 수 있다.
이러한 물기의 역류를 방지하기 위해서 상기 방수패드(P)의 하부면에는 상기 유로홀(P5)을 덮는 단방향 방수원단(P9)이 구비된다. 상기 단방향 방수원단(P9)은 물기를 일방향으로만 통과시키는 원단이다. 즉, 유로홀(P5)을 통과하여 단방향 방수원단(P9)의 내부로 유입된 물기는 외부로 통과시켜 배출되도록 하고, 외부의 물기는 단방향 방수원단(P9)에 막혀 내부의 유로홀(P5)로 유입되지 않도록 한다. 이러한 단방향 방수원단(P9)은 운동복에 주로 활용되어서, 몸에서 발생되는 땀은 운동복을 통해 외부로 방출되도록 하고, 외부의 빗물 등은 운동복 내부로 침투되지 않도록 한다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10A : 전방카메라 10B : 후방케마라
10C,D : 측방카메라 11 : 하우징
12 : 렌즈모듈 13 : LED모듈
14 : 캡 15 : 윈도우
20 : 모니터 30 : 영상처리모듈
40 : 영상저장장치 P : 방수패드

Claims (4)

  1. 차량의 전방을 촬영하는 전방카메라;
    차량의 후방을 촬영하는 후방카메라;
    차량의 양 측방을 촬영하는 두 측방카메라;
    상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라의 영상을 디스플레이하여 운전자에게 제공하는 모니터;를 포함하고,

    상기 후방카메라와 두 측방카메라는 화각이 180도 이상인 광각 카메라이고,

    상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라는
    전방 외주연으로 나사산과 단턱부가 형성되고, 렌즈모듈을 내장하는 하우징과,
    내주연에 상기 나사산과 스크류결합되는 나사탭이 형성되고, 상기 나사탭 후방으로 연장되어 상기 단턱부를 덮는 덮개부가 구비되는 캡과,
    상기 하우징의 단턱부에 외삽되고, 상기 덮개부에 가압되어서 이들의 틈새를 밀폐하는 방수패드를 포함하고,
    상기 방수패드의 내주연과 외주연에는 각각 상기 단턱부와 덮개부에 가압밀착되는 환형돌기가 형성되고,
    상기 방수패드에는 상기 환형돌기 아래에 위치하는 내외면과 하부면을 연결는 유로홀이 형성되고,
    상기 유로홀에는 침투한 물기를 흡수하여 이동시키는 심지가 내재되고,
    상기 방수패드의 하부면은 상기 유로홀을 통과하여 유입된 물기는 외부로 통과시키고, 외부의 물기는 내부로 통과시키지 않는 단방향 방수원단이 감싸는 것을 특징으로 하는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방카메라, 후방카메라 및 측방카메라가 촬영한 영상으로 차량의 모서리 영역의 영상을 왜곡보정처리하는 영상처리모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전방위 감시 광각 카메라 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
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