KR20120120859A - 나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 차량의 선회 주행시에도 카메라 사각지대를 해소하여 차량 진행방향의 위험영역에 있는 장애물을 정확히 검출할 수 있는 나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차량이 주행하는 도로의 상황을 촬영하고 차량에서 액츄에이터에 의해 좌우 회전 가능하도록 설치되어 회전시 촬영방향이 조절될 수 있는 촬영부와; 차량의 주행방향을 검출하기 위한 주행방향검출부와; 상기 촬영부를 통해 획득된 영상정보를 표시하는 표시부와; 상기 표시부를 통해 영상정보가 표시되도록 하면서 상기 주행방향검출부의 검출신호에 따라 상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 촬영부의 촬영방향을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 나이트 비전 시스템이 개시된다.

Description

나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법{Night vision system and method for controlling the same}

본 발명은 나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 선회 주행시 주행궤적을 따라 전방의 장애물을 감지할 수 있는 나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

오늘날 전 세계적으로 보행자 안전을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 추세에 부응하여 보행자 안전을 고려한 다양한 시스템이 차량에 적용되고 있다.

그 중 나이트 비전 시스템(Night Vision System)은 야간 주행시 육안으로 보이지 않는 도로 전방의 영상을 화면으로 표시하고 운전자의 주의를 환기시켜 교통사고를 방지하는데 기여하고 있다.

도 1은 통상의 나이트 비전 시스템을 나타내는 구성도로서, 차량의 나이트 비전 시스템은 사람이나 동물 등 전방의 장애물을 적외선 영상으로 감지하여 화면에 표시하고 경고하게 된다.

이를 위해 차량에 전방으로 적외선을 방사하는 적외선 조사부(9), 전방의 장애물에서 반사된 적외선을 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 출력하는 적외선 촬영부(10), 적외선 촬영부(10)를 통해 획득된 영상정보를 표시하는 표시부(8), 적외선 촬영부(10)의 영상신호를 처리하여 표시부(8)에 표시되도록 제어하는 제어부(7)가 탑재된다.

도 1에서 미설명부호 6은 나이트 비전 시스템의 온/오프 스위치이다.

이러한 구성에서 제어부(7)는 표시부(8)에서 전방의 영상정보가 표시되도록 제어함과 더불어 영상신호를 처리하여 전방의 장애물을 감지한 뒤 경고음발생수단(미도시)을 통해 경고음을 발생시켜 운전자에게 경고하게 된다.

상기와 같이 나이트 비전 시스템은 전방의 도로 상황을 촬영한 영상을 운전자에게 제공하고 보행자 등 전방의 장애물을 감지하여 운전자의 주의를 환기시킴으로써 안전 운전을 유도하게 된다.

그러나, 종래에는 적외선 촬영부, 즉 적외선 카메라(나이트 비전 카메라)가 윈드쉴드 또는 범퍼 쪽에 고정되어 있으므로 차량이 좌우로 선회할 경우 위험영역의 보행자를 감지하지 못하는 단점이 있다.

즉, 직선 도로에서는 적외선 카메라가 차량이 주행하는 전방의 도로 상황을 사각지대 없이 촬영하므로 위험영역의 보행자를 감지할 수 있지만, 곡선 도로에서는 주행방향(곡선의 차량 진행방향)으로 카메라 사각지대가 존재하여 이 영역에 있는 보행자가 감지가 되지 않는 것이다(도 2의 (a) 참조).

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차량의 선회 주행시에도 카메라 사각지대를 해소하여 차량 진행방향의 위험영역에 있는 장애물을 감지할 수 있는 나이트 비전 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차량이 주행하는 도로의 상황을 촬영하고 차량에서 액츄에이터에 의해 좌우 회전 가능하도록 설치되어 회전시 촬영방향이 조절될 수 있는 촬영부와; 차량의 주행방향을 검출하기 위한 주행방향검출부와; 상기 촬영부를 통해 획득된 영상정보를 표시하는 표시부와; 상기 표시부를 통해 영상정보가 표시되도록 하면서 상기 주행방향검출부의 검출신호에 따라 상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 촬영부의 촬영방향을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 나이트 비전 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 제어부는 주행방향검출부에 의해 검출된 차량의 주행방향에 기초하여 차량의 선회 주행시 차량 진행방향의 전방 도로 상황이 촬영되도록 촬영부의 촬영방향을 가변시킴이 바람직하다.

또한 상기 주행방향검출부는 차량의 조향각을 검출하는 조향각검출부와, 차량의 속도를 검출하는 차속검출부를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

그리고, 본 발명은, 촬영부가 차량이 주행하는 도로의 상황을 촬영하는 단계와; 제어부가 차량의 주행방향을 검출하는 주행방향검출부의 검출신호를 입력받는 단계와; 제어부가 상기 주행방향검출부의 검출신호로부터 촬영부의 촬영방향을 결정하고 촬영부의 좌우 회전을 위한 액츄에이터의 구동을 제어하여 검출된 차량의 주행방향에 따라 촬영부의 촬영방향을 제어하는 단계와; 표시부가 촬영부를 통해 획득된 영상정보를 표시하는 단계;를 포함하는 나이트 비전 시스템의 제어 방법을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제어부는 주행방향검출부에 의해 검출된 차량의 주행방향에 기초하여 차량의 선회 주행시 차량 진행방향의 전방 도로 상황이 촬영되도록 촬영부의 촬영방향을 결정함이 바람직하다.

또한 상기 주행방향검출부는 차량의 조향각을 검출하는 조향각검출부와, 차량의 속도를 검출하는 차속검출부를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명의 나이트 비전 시스템에서는 차량의 진행방향과 일치되도록 촬영방향을 제어하여 선회시에도 위험영역에 있는 보행자를 정확히 감지 및 경고할 수 있고, 보행자의 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 통상의 나이트 비전 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 곡선 도로에서 종래의 카메라 감지 영역과 본 발명의 카메라 감지 영역을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 나이트 비전 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 카메라 및 액츄에이터를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 차량의 선회 주행 중 주행방향(차량의 진행방향)에 따라 촬영부의 촬영방향을 자동으로 제어할 수 있는 적응형 나이트 비전 시스템에 관한 것이다.

도 2는 곡선 도로에서 (a)종래의 장애물 감지 영역과 (b)본 발명의 장애물 감지 영역을 비교하여 나타낸 도면으로서, (a)는 고정형 촬영부가 이용될 때 사각지대(보행자가 위치함)가 존재함을 보여주고 있고, (b)는 회전형 촬영부에 의해 곡선의 진행방향(주행궤적)에 있는 전방의 보행자가 감지되는 상태를 예시한 도면이다.

본 발명에서는 차량(10)에 탑재된 주행방향검출부를 통해 차량의 주행방향을 검출하고 제어부가 검출된 주행방향으로부터 최적의 촬영방향을 결정하여 촬영부(카메라)의 촬영방향을 자동으로 제어하게 된다.

도 2를 참조하면, 종래의 경우 차량(1)의 선회 주행시 고정형 카메라에 의해 촬영의 사각지대가 존재하나, 본 발명에서는 선회 주행시 카메라의 촬영방향이 가변되면서 곡선 도로의 진행방향에 있는 위험영역의 보행자를 정확히 감지 및 경고할 수 있고, 결국 보행자의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 나이트 비전 시스템의 구성을 나타내는 블럭도로서, 차량 전방의 영상을 촬영하는 촬영부(10), 촬영부(10)를 통해 획득된 영상정보로부터 장애물을 감지하는 제어부(30)를 포함한다.

이에 더하여, 본 발명의 나이트 비전 시스템은 차량의 주행방향을 검출하기 위한 주행방향검출부(20)와, 촬영부(10)를 회전시켜 촬영방향을 변화시키는 액츄에이터(40)를 포함하며, 제어부(30)는 주행방향검출부(20)에 의해 검출된 차량의 주행방향으로부터 주행방향의 전방 영상이 촬영될 수 있도록 촬영부(10)의 촬영방향을 제어하게 된다.

먼저, 촬영부(10)는 차량의 전방에 장착된 적외선 조사부(예컨대, 적외선 램프)로부터 방사된 후 장애물에 의해 반사된 적외선을 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 출력하는 적외선 카메라(통상의 나이트 비전 카메라)로 구현될 수 있으며, 차량 전방의 영상을 확보할 수 있는 위치, 예컨대 윈드쉴드, 범퍼, 차량 내부 룸미러 등에 설치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 촬영부(10)로서, 적외선이 입사되는 렌즈(11)와, 렌즈(11)를 통해 입사된 적외선을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(12)과, 이미지 센서 모듈(12)에서 출력되는 전기적 신호를 영상신호로 변환하여 출력하는 신호처리부(13)를 포함하는 적외선 카메라의 구성이 도시되어 있다.

또한 적외선 조사부는 차량의 전방을 향해 소정 각도를 가지도록 넓게 적외선을 조사하게 되는데, 본 발명에서는 촬영부(10), 즉 적외선 카메라가 도 4에 나타낸 바와 같이 좌우 다양한 방향으로 영상을 획득할 수 있도록 회전 가능하게 장착된다.

도 4는 본 발명의 실시예에서 카메라 및 액츄에이터를 나타내는 개략도로서, 도시된 바와 같이 카메라(10)는 장착위치에서 회전축(14)을 매개로 차량에 결합되어 회전축(14)을 중심으로 좌우 회전되도록 구비될 수 있고, 액츄에이터(40)는 카메라(10)를 좌우 회전시키기 위한 구동력을 제공하게 된다.

상기 액츄에이터(40)는 구동축이 회전축(14)에 직결되거나 감속기 등 동력전달기구를 매개로 회전축에 연결되어, 구동축의 회전력을 회전축에 전달함으로써 카메라를 회전시키는 회전모터로 구현될 수 있다.

또는 차량의 헤드램프 시스템에서 빛의 조사방향 제어를 위해 헤드램프를 좌우 회전시키는 방식과 유사한 방식이 채용될 수 있는데, 이때 액츄에이터(40)는 전후로 선형 구동되는 구동축(41)을 구비한 리니어 모터가 될 수 있다.

즉, 리니어 모터(도 3에서 도면부호 40)의 구동축(41)이 회전축(14)을 중심으로 회전 가능한 카메라(10)의 측방 일측에 결합되어, 구동축의 전후진 동작이 제어됨에 따라 카메라가 좌우 회전되면서 촬영방향이 제어되도록 하는 것이다.

또한 리니어 모터로서 압전 리니어 모터, 초음파 모터 등의 소형 모터가 사용되어 소형의 기구로도 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 나이트 비전 시스템에서 주행방향검출부(20)는 제어부(30)가 차량의 주행방향에 따라 촬영부(10)의 촬영방향을 제어(적외선 카메라의 회전위치를 제어)할 수 있도록 차량의 선회 주행시 주행방향을 검출하는 구성부로서, 운전자 의지에 따른 주행방향을 검출할 수 있는 차량 내 기 탑재된 센서류의 이용이 가능하다.

바람직한 실시예에서, 주행방향검출부(20)는 조향핸들의 조작에 따른 조향각을 검출하여 전기적인 신호(이하 조향각 신호라함)를 출력하는 조향각검출부(21)와, 차량의 속도를 검출하여 전기적인 신호(이하 차속 신호라 함)를 출력하는 차속검출부(22)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 조향각검출부(21)의 조향각 신호 및 차속검출부(22)의 차속 신호는 제어부(30)로 입력되며, 이에 제어부(30)는 조향각 신호와 차속 신호에 기초하여 차량의 주행방향에 따른 최적의 촬영방향을 결정한 뒤 액츄에이터(40)를 통해 촬영부(10)의 회전위치를 가변시킴으로써 촬영방향을 제어하게 된다.

또한 촬영부(10)의 촬영방향이 자동으로 제어되는 본 발명의 나이트 비전 시스템에서 촬영부(10)를 통해 획득되는 영상정보는 표시부(50)를 통해 운전자에게 제공되며, 제어부(30)는 획득된 영상정보가 표시되도록 표시부(50)의 구동을 제어하게 된다.

또한 제어부(30)는 표시부(50)에서 전방의 영상정보가 표시되도록 제어함과 더불어 영상신호를 처리하여 전방의 장애물을 감지한 뒤 경고음발생수단(60)을 통해 경고음을 발생시켜 운전자에게 경고하게 된다.

나이트 비전 시스템의 표시부(50)는 통상 출력된 영상을 운전자가 쉽게 확인할 수 있는 위치에 설치되는데, 예를 들면 클러스터 내에 설치되거나 헤드업 디스플레이 형태로 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 나이트 비전 시스템에 의해 전방의 보행자가 감지되는 상태를 설명하면, 도 2의 (b)와 같이 차량(1)이 곡선 도로를 따라 선회 주행을 할 때, 조향각 신호와 차속 신호로부터 차량의 주행방향이 검출되면 제어부(30)가 주행방향에 따른 촬영부(10)의 촬영방향을 결정하고, 이어 결정된 촬영방향에 따라 액츄에이터(40)의 구동을 제어하여 촬영부(10)의 방향을 가변시키게 된다.

즉, 곡선 도로에서 차량(1)의 선회시 조향각 및 차속 정보로부터 차량의 주행궤적을 추정하고, 추정된 주행궤적에 따라 촬영부(10)가 선회하면서 차량이 주행할 전방 도로의 상황을 촬영하는바, 이에 주행궤적에 따른 전방의 영상정보 획득이 가능한 동시에 위험영역의 보행자를 정확히 감지할 수 있는 것이다.

이와 같이 하여, 본 발명의 나이트 비전 시스템에서는 차량의 진행방향과 일치되도록 촬영방향을 제어하여 선회시에도 위험영역에 있는 보행자를 정확히 감지 및 경고할 수 있고, 보행자의 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 통상의 나이트 비전 시스템에서 카메라의 화각은 다양한 오차(카메라 장착위치에 따른 오차, 시스템 모듈 조립 및 카메라 조립의 오차 등)를 보정하기 위해 실제 영상으로 출력되는 화각보다 크며, 따라서 보정 후에는 이미지 센서 모듈(12)이 받아들인 영역보다 작은 영역만 실제 출력하고 있어 상대적인 이미지 손실이 존재하는데, 본 발명에서는 인라인 보정 자유도를 향상시켜 영상 손실을 최소화할 수 있다.

아울러, 야간 보행자 감지시 감지된 보행자의 위치에 부분적으로 스폿 라이팅(Spot Lighting)을 시키는 기술이 연구되고 있는데, 본 발명의 기술을 적용하여 선회시 위험영역에 있는 보행자까지 스폿 라이팅을 할 수 있도록 확장이 가능하므로 안전성을 보다 증대시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 차량
10 : 촬영부(적외선 카메라/나이트 비전 카메라)
20 : 주행방향검출부
21 : 조향각검출부
22 : 차속검출부
30 : 제어부
40 : 액츄에이터
50 : 표시부

Claims (6)

1. 차량이 주행하는 도로의 상황을 촬영하고 차량에서 액츄에이터에 의해 좌우 회전 가능하도록 설치되어 회전시 촬영방향이 조절될 수 있는 촬영부와;
   차량의 주행방향을 검출하기 위한 주행방향검출부와;
   상기 촬영부를 통해 획득된 영상정보를 표시하는 표시부와;
   상기 표시부를 통해 영상정보가 표시되도록 하면서 상기 주행방향검출부의 검출신호에 따라 상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 촬영부의 촬영방향을 제어하는 제어부;
   를 포함하여 구성되는 나이트 비전 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 주행방향검출부에 의해 검출된 차량의 주행방향에 기초하여 차량의 선회 주행시 차량 진행방향의 전방 도로 상황이 촬영되도록 촬영부의 촬영방향을 가변시키는 것을 특징으로 하는 나이트 비전 시스템.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 주행방향검출부는 차량의 조향각을 검출하는 조향각검출부와, 차량의 속도를 검출하는 차속검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트 비전 시스템.
   
4. 촬영부가 차량이 주행하는 도로의 상황을 촬영하는 단계와;
   제어부가 차량의 주행방향을 검출하는 주행방향검출부의 검출신호를 입력받는 단계와;
   제어부가 상기 주행방향검출부의 검출신호로부터 촬영부의 촬영방향을 결정하고 촬영부의 좌우 회전을 위한 액츄에이터의 구동을 제어하여 검출된 차량의 주행방향에 따라 촬영부의 촬영방향을 제어하는 단계와;
   표시부가 촬영부를 통해 획득된 영상정보를 표시하는 단계;
   를 포함하는 나이트 비전 시스템의 제어 방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는 주행방향검출부에 의해 검출된 차량의 주행방향에 기초하여 차량의 선회 주행시 차량 진행방향의 전방 도로 상황이 촬영되도록 촬영부의 촬영방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 나이트 비전 시스템의 제어 방법.
   
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 주행방향검출부는 차량의 조향각을 검출하는 조향각검출부와, 차량의 속도를 검출하는 차속검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트 비전 시스템의 제어 방법.

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