KR20150047123A - Apparatus for acquiring super wide angle panorama image for vehicle - Google Patents

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KR20150047123A KR1020150033149A KR20150033149A KR20150047123A KR 20150047123 A KR20150047123 A KR 20150047123A KR 1020150033149 A KR1020150033149 A KR 1020150033149A KR 20150033149 A KR20150033149 A KR 20150033149A KR 20150047123 A KR20150047123 A KR 20150047123A
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이수영
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서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a photographing device which delivers a surrounding image of a vehicle to a driver as a super wide panorama image by being attached to the outer side of the vehicle. The purpose of the present invention is to help the driver in observing the surrounding environment immediately by showing the surrounding environment of the vehicle as a panorama image of a super wide. To achieve it, the present invention provides a super wide image photographing device for a vehicle which is attached to the vehicle and helps a driver in recognizing a surrounding image of the vehicle visually. The super wide image photographing device for a vehicle comprises; a mirror unit wherein a horizontal cross section has a hyperboloid reflective area of a hyperbolic curve function type; and a photographing unit which faces the hyperboloid reflective area and takes a photograph of a rectangular panorama image of an object (600) which is reflected by the hyperboloid reflective area through an image sensor. Therefore, the driver can observe a super wide surrounding environment image which is markedly wider than a viewing angle in which the driver sees with eyes. Moreover, the present invention delivers the surrounding environment of the vehicle immediately to the driver as a panorama image in a dynamic environment in which the vehicle moves by not accompanying an image processing calculation which is necessary for an image spreading work. Therefore, the driver can recognize the surrounding environment and the convenient and safety of the driver can be secured.

Description

차량용 초광각 파노라마 영상 촬영 장치{APPARATUS FOR ACQUIRING SUPER WIDE ANGLE PANORAMA IMAGE FOR VEHICLE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an ultra-wide angle panoramic image photographing apparatus for a vehicle,

본 발명은 차량에 사용되는 초광각 파노라마 영상 촬영 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 외부에 부착되어 차량의 주변 영상을 초광각 파노라마 영상으로 운전자에게 전달할 수 있는 촬영 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultra-wide angle panoramic image photographing apparatus used in a vehicle, and more particularly, to an image photographing apparatus which is attached to an outside of a vehicle and can transmit a peripheral image of the vehicle to a driver through an ultra-

운전자의 시야각은 좌우 약 60도 정도로 제한되므로 정면 방향(차량의 진행 방향) 외의 차량의 주변 상황을 인식하기 위해서는 고개를 돌리거나 기타 장치(거울 또는 카메라)를 이용할 수 밖에 없다. 즉, 차량의 외부 환경을 인식하기 위해서 종래의 차량에서는 차량 내부 및 외부에 부착된 유리를 통해 직접 관찰하거나 거울을 통해 반사 관측하도록 한 것이 일반적이다. 도 1을 참조하면, 차량의 진행 방향을 보고 싶을 때 운전자는 차량의 정면 유리를 통해 차량의 정면 환경을 관측(A 영역)하고, 차량의 좌우측 후방을 보고 싶을 때는 차량의 좌우측 외부에 부착된 사이드 거울을 통해 우측 후방의 환경(B 영역)을 관측한다. Since the driver's viewing angle is limited to about 60 degrees on both sides, it is necessary to turn his or her head or use other devices (such as a mirror or a camera) to recognize the surroundings of the vehicle other than the front direction. That is, in order to recognize the external environment of the vehicle, in a conventional vehicle, it is common to directly observe through the glass attached to the inside or the outside of the vehicle or observe the reflection through a mirror. Referring to FIG. 1, when the driver wishes to see the traveling direction of the vehicle, the driver observes the frontal environment of the vehicle through the front glass of the vehicle (area A). When he wants to see the left and right rear sides of the vehicle, Observe the environment (B region) on the right rear side through the mirror.

하지만 이와 같이 운전자가 유리 및 거울을 사용해 자신의 눈으로 주변 환경을 관측하는 것은 사람의 시야각 한계(약 60도) 때문에 시야각을 넘어선 범위(도 1의 A' 영역)에 있는 주변 환경을 인식할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 거울의 반사를 이용하여도 일반적인 평면 거울의 반사 한계 각도 이상의 범위(도 1의 B' 영역) 역시 인식할 수 없다. 더 나아가, 주변 환경을 보기 위해서는 정면 방향을 보고 있던 운전자의 시야를 관측 방향으로 돌려야 하기 때문에, 정면 방향의 주의력이 떨어지게 되어 주행 안정성에 부정적인 영향을 미친다. However, it is difficult for the driver to perceive the surrounding environment in the range (A 'region in FIG. 1) beyond the viewing angle due to the human viewing angle limit (about 60 degrees) There is a problem. Also, even if the reflection of the mirror is used, the range (the area B 'in FIG. 1) beyond the reflection limit angle of a general plane mirror can not be recognized. Further, in order to see the surrounding environment, since the driver's field of view looking in the front direction must be turned in the observation direction, the frontal attention becomes poor and the driving stability is negatively affected.

또한, 기존의 차량용 블랙박스의 경우 블랙박스의 렌즈 시야각 한계 때문에 차량을 중심으로 초광각(약 180도)의 영상을 촬영할 수 없는 바, 블랙박스의 시야각을 벗어난 부분에서 사고가 났을 때 누구의 과실이 더 큰지를 파악하는 것이 매우 곤란하였다. 일반적으로 차량 사고는 운전자의 시야각을 벗어난 곳에서 일어나기 때문에 사고 원인 파악을 위해서는 보다 넓은 광각의 영상 획득이 필요하다. In addition, in the case of a conventional vehicle black box, it is impossible to shoot an ultra-wide angle image (about 180 degrees) around the vehicle due to the limit of the lens viewing angle of the black box. When an accident occurs in an area outside the viewing angle of the black box, It was very difficult to know if it was bigger. In general, vehicle accidents occur outside the driver's field of view, so a wider wide-angle image acquisition is required to identify the cause of the accident.

광각의 영상을 얻기 위한 종래의 방법으로서, (1) 어안렌즈를 통한 영상 촬영 장치, (2) 볼록한 형태의 전방향 거울을 이용한 촬영 장치, (3) 복수의 카메라로 영상을 촬영한 이후 단일 영상으로 결합하는 장치, (4) 한대의 카메라를 회전시키면서 촬영하여 단일 영상으로 결합하는 장치 등이 존재한다. Conventional methods for obtaining a wide-angle image include (1) a photographing apparatus using a fish-eye lens, (2) a photographing apparatus using a convex-shaped omnidirectional mirror, (3) (4) a device for photographing a single camera while rotating it, and combining the captured images into a single image.

하지만, (1)과 같이 어안렌즈를 통해 얻어지는 영상은 원형의 형태이고, 영상의 주변이 왜곡되어 운전자가 직관적으로 주변 환경을 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.However, as shown in (1), the image obtained through the fisheye lens is in a circular shape, and the periphery of the image is distorted, making it difficult for the driver to intuitively grasp the surrounding environment.

(2)와 같이 전방향 거울을 이용한 영상 획득은 어안렌즈를 이용하는 방법과는 달리 단일시점을 가지므로 영상의 왜곡이 없으며 이를 직사각형의 파노라마 형태로 펼치는 영상처리 작업을 거쳤을 때 사람이 보는 것과 같은 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 하지만 영상처리 작업에 많은 컴퓨터 연산 시간이 소요되며, 일반적으로 직사각형 형태의 영상 센서면에 원형의 영상이 투영되므로 영상센서 영역에서 사용되지 않는 부분이 나타나게 되는 문제점이 있다.(2), the image acquisition using the omnidirectional mirror differs from the method using the fisheye lens, so there is no distortion of the image, and when the image processing is performed in the form of a rectangular panorama, There is an advantage that the image can be obtained. However, since a large amount of computation time is required for image processing and a circular image is generally projected on a rectangular image sensor surface, there is a problem that an unused portion appears in the image sensor area.

(3)과 같이 복수의 카메라를 통한 영상 결합의 경우, 복수의 카메라의 설치에 필요한 비용이 많이 들며, 각 카메라 렌즈의 수직 광축이 일치하지 않는 경우에 각 카메라에서 획득한 영상이 공통의 단일 시점을 갖지 못하게 되기 때문에 각각의 영상을 결합하여 한 장의 파노라마 영상을 만드는 것이 어렵다. In the case of image combining through a plurality of cameras as shown in (3), the cost required for installing a plurality of cameras is large, and when the vertical optical axes of the respective camera lenses do not coincide with each other, It is difficult to combine each of the images to form one panorama image.

(4)와 같은 카메라 회전 방식의 경우, 카메라를 광학적 중심축(Optical center)을 기준으로 회전시켜야 촬영된 영상들이 단일 시점(Single viewpoint)을 가질 수 있고, 더 나아가 영상촬영이 비실시간(non-real time)으로 이루어지기 때문에 차량에서의 경우와 같이 동적인 영상에는 적용시킬 수 없다.In the case of the camera rotation method as shown in (4), the photographed images can have a single viewpoint by rotating the camera with respect to the optical center, and furthermore, real time), it can not be applied to dynamic images as in the case of vehicles.

이와 같이, 운전자는 일반적으로 차량이 움직이는 동적 환경에서 주변 환경을 즉각적으로 관측할 수 있어야 한다. 하지만, 상술한 종래의 방법을 사용한 촬영 장치는 화면에 왜곡이 발생하여 운전자에게 혼동을 주거나, 이러한 왜곡을 제거하기 위한 후처리 작업이 필요하여 영상을 처리하는데 많은 계산 시간이 필요하다는 문제가 있었다.Thus, the driver must be able to immediately observe the surrounding environment in a dynamic environment in which the vehicle is generally moving. However, the image pickup apparatus using the above-described conventional method has a problem in that it takes a lot of calculation time to process the image because distortions are generated on the screen and the operator is confused or a post-processing operation for removing such distortion is required.

따라서, 운전자의 시야가 차량의 진행 방향 외에 다른 방향으로 벗어나지 않으면서도 차량의 주변 환경을 운전자의 시야각 이상의 초광각 영상으로 인식할 수 있고, 차량이 움직이는 동적 환경에서도 촬영된 영상을 통해 운전자가 직관적으로 차량의 주변 환경을 관측할 수 있는 장치의 필요성이 대두되고 있다.Therefore, the driver can perceive the surrounding environment of the vehicle as an ultra-wide angle image beyond the view angle of the driver, while the driver's field of vision does not deviate in a direction other than the traveling direction of the vehicle. There is a need for a device capable of observing the surrounding environment of the vehicle.

본 발명은 차량 주변 환경을 초광각(약 180도)의 파노라마 영상으로 보여줌으로써 운전자가 즉각적으로 주변 환경을 관측할 수 있도록 하는 초광각 영상 촬영 장치를 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an ultra-wide angle image photographing apparatus which allows a driver to instantly observe the surrounding environment by showing an environment around the vehicle as an ultra-wide angle panorama image (about 180 degrees).

또한, 본 발명은 운전자가 고개를 돌리지 않고도 전방 시야각 내에 차량 주변 환경을 즉각적으로 관측할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to allow a driver to immediately observe the surroundings of a vehicle within a front viewing angle without turning his or her head.

더 나아가, 본 발명은 운전자의 시야를 벗어난 주변 환경의 영상까지 지속적으로 촬영하고 저장할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다. Still another object of the present invention is to continuously capture and store images of the surrounding environment beyond the driver ' s field of view.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량에 부착되어 운전자가 차량의 주변 영상을 시각적으로 인지할 수 있게 하는 자동차용 초광각 영상 촬영 장치로서, 수평 단면이 쌍곡선 함수 형태인 쌍곡면 반사면을 가지는 거울부 및 상기 쌍곡면 반사면과 마주하여 위치하고, 상기 쌍곡면 반사면에 의해서 반사되는 물체(600)의 직사각형의 파노라마 영상을 영상 센서를 통해 촬영하는 촬영부를 포함하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an ultra wide-angle image pickup apparatus for a vehicle, which is attached to a vehicle and allows a driver to visually recognize a peripheral image of the vehicle, comprising: a mirror having a hyperbolic reflection surface, And a photographing unit that photographs a rectangular panoramic image of the object (600), which is located on the hyperboloid reflecting surface and is reflected by the hyperboloid reflecting surface, through an image sensor.

본 발명을 통해서 운전자는 자신의 눈으로 보는 시야각 보다 현저히 넓은 초광각의 주변 환경 영상을 관측할 수 있다.According to the present invention, a driver can observe an environment image of an ultra wide angle which is significantly wider than a viewing angle of his / her own eyes.

또한, 본 발명은 영상 펼침 작업에 필요한 연산을 수반하지 않아도 되기 때문에 차량이 움직이는 동적 환경에서도 운전자에게 차량의 주변 환경을 즉시 파노라마 영상으로 전달하여 즉각적으로 주변 환경을 관측할 수 있도록 하므로 운전의 편의성과 안정성이 확보되는 효과가 있다.In addition, since the present invention does not require an operation required for image spreading operation, it is possible to instantaneously observe the surrounding environment by transmitting the surrounding environment of the vehicle to the driver immediately in the dynamic environment in which the vehicle is moving, The stability can be secured.

더 나아가, 본 발명은 운전자의 시야가 차량 진행 방향을 벗어나지 않고도 시야각 밖의 주변 환경을 관측할 수 있기 때문에 운전의 편의성과 안정성이 보다 확보될 수 있다.Furthermore, since the present invention allows the driver's sight to observe the surrounding environment outside the viewing angle without deviating from the traveling direction of the vehicle, the convenience of operation and stability can be further secured.

또한, 본 발명은 운전자의 시야 밖의 환경까지 지속적으로 촬영 및 저장할 수 있기 때문에 사고가 났을 때 차량 주변의 사고 환경을 정확히 파악할 수 있어 사고 처리시 분쟁을 조기에 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention can continuously photograph and store the environment outside the field of view of the driver, it is possible to accurately grasp the accident environment around the vehicle when an accident occurs, thereby resolving the dispute in the event of an accident.

도 1은 종래의 차량에 있어서 운전자의 시야 범위와 시야 범위를 벗어난 부분을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치의 전체적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치의 거울부의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 거울부를 수직 방향으로 내려다본 평면도에 상기 수학식 1을 적용한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 거울부의 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 초광각 영상 촬영 장치의 쌍곡면 반사면에서 영상이 반사되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 4 개(도 7a) 및 2 개(도 7b)의 초광각 파노라마 영상 촬영 장치가 차량에 부착된 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 운전자의 시점으로 본 차량의 내부 모식도이다.
도 9는 도 7 및 8에서 차량의 정면에 부착된 초광각 영상 촬영 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 7 및 8에서 차량의 측면에 부착된 초광각 영상 촬영 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다. Fig. 1 is a view showing a portion of the conventional vehicle that is outside the field of view and the field of view of the driver.
2 is an overall configuration diagram of an ultra-wide angle image photographing apparatus according to the present invention.
3 is a perspective view of a mirror part of an ultra-wide angle imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing the mirror unit according to the present invention, which is obtained by applying Equation (1) to a plan view of the mirror unit in a vertical direction.
5 is a plan view of a mirror according to the present invention.
6 is a view illustrating an embodiment in which an image is reflected on a hyperboloid reflective surface of a super-wide angle image pickup apparatus for a vehicle according to the present invention.
Fig. 7 is a plan view showing an embodiment in which four (Fig. 7A) and two (Fig. 7B) super-wide angle panoramic imaging devices are attached to a vehicle.
8 is an internal schematic view of the vehicle as viewed from the driver's viewpoint.
FIG. 9 is a view showing a preferred embodiment of an ultra-wide angle image photographing apparatus attached to the front face of the vehicle in FIGS. 7 and 8. FIG.
10 is a view showing a preferred embodiment of an ultra-wide angle imaging apparatus attached to the side of the vehicle in FIGS. 7 and 8. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Also, in order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the present invention are omitted, and the same or similar reference numerals denote the same or similar components.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited by the following description.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 도 2을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 초광각 영상 촬영 장치(10)를 설명한다. Hereinafter, an apparatus 10 for photographing an ultra-wide angle image according to the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명에 따른 차량용 초광각 영상 촬영 장치(10)는 차량의 주변 환경으로부터 오는 빛(상)을 반사하는 거울부(100) 및 상기 빛을 받아 전기적 영상 신호로 변환하는 촬영부(200)를 포함한다. The super-wide angle photographing apparatus 10 for a vehicle according to the present invention includes a mirror unit 100 that reflects light from an environment of a vehicle and a photographing unit 200 that receives the light and converts the light into an electrical image signal .

상기 거울부(100)의 반사면은 쌍곡면이어야만 단일 시점 조건을 만족하기 때문에, 상기 거울부(100)를 수평 방향으로 절단하였을 때 외부 표면 중 반사면의 윤곽은 쌍곡선 방정식을 만족하는 쌍곡면 반사면(110)을 가진다. 이하 상세히 설명하겠지만, 상기 거울부(100)를 통해서 반사되는 영상은 바람직하게 직사각형의 파노라마 영상인 바, 상기 쌍곡면 반사면(110)은 수직 방향으로 절단시 직사각형의 절단면을 가진다. Since the reflection surface of the mirror unit 100 must be a hyperboloid, it satisfies the single view condition. Therefore, when the mirror unit 100 is cut in the horizontal direction, the outline of the reflection surface of the outer surface is a hyperboloid half- And has a slope 110. As will be described in detail below, the image reflected through the mirror unit 100 is preferably a rectangular panoramic image, and the hyperboloid reflective surface 110 has a rectangular cut surface when cut in the vertical direction.

상기 거울부(100), 특히 쌍곡면 반사면(110)은 빛을 반사시킬 수 있는 도료(또는 다른 형태의 반사 능력을 가지는 물질)가 포함되거나 빛을 반사하는 금속 또는 유리 재질일 수 있지만, 이에 한정되지 않고 빛을 반사하는 모든 재료, 구성 및 수단을 포함한다. The mirror part 100, in particular, the hyperboloid reflective surface 110 may be a metal or glass material that includes a paint (or other form of reflective material) that can reflect light or reflects light, And includes all materials, configurations, and means for reflecting light without limitation.

상기 거울부(100)에 의해 반사된 상은 영상 센서(210)를 가지는 촬영부(200)를 통해서 직사각형의 파노라마 영상 신호로 변환(촬영)된다. 상기 촬영부(200)는 예를 들어 일반 화각(약 60도)의 렌즈를 가지는 카메라이고, 상기 영상 센서(210)는 촬영된 영상을 전기적 신호로 획득하는 카메라의 CCD 또는 CMOS 영상 센서일 수 있다.The image reflected by the mirror unit 100 is converted (photographed) into a rectangular panoramic image signal through the photographing unit 200 having the image sensor 210. For example, the photographing unit 200 may be a camera having a lens having a general angle of view (about 60 degrees), and the image sensor 210 may be a CCD or CMOS image sensor of a camera that acquires the photographed image as an electrical signal .

상술한 바와 같이, 쌍곡면 반사면(110)이란, 거울부(100)를 수평 방향으로 절단하였을 때, 그 절단면에 있어서 상기 반사면(110)의 곡선 윤곽이 쌍곡선 함수를 만족하는 거울면을 의미한다. As described above, the hyperboloidal reflective surface 110 means a mirror surface in which the curved outline of the reflective surface 110 satisfies the hyperbolic function on the cut surface when the mirror unit 100 is cut in the horizontal direction do.

도 3은 본 발명에 적용되는 거울부(100)의 형태를 설명하는 도면이다. 상기 거울부(100)는 일방의 측면에 쌍곡면 반사면(110)을 가진다. 다른 실시예에 있어서, 상기 거울부(100)의 타방의 측면은 평면 반사면(130)이거나(도 9의 실시예 참조), 물체의 상을 반사하는 데 관여하지 않는 평면이 아닌 다른 형태를 가질 수 있다. 한편, 쌍곡면 반사면(110)의 형태를 결정하는 쌍곡선 함수는 다음 수학식을 만족하도록 구성될 수 있다. 3 is a view for explaining the shape of the mirror unit 100 applied to the present invention. The mirror unit 100 has a hyperboloidal reflective surface 110 on one side. In another embodiment, the other side of the mirror portion 100 is a planar reflective surface 130 (see the embodiment of Figure 9), or has a shape other than a plane that does not participate in reflecting an image of the object . On the other hand, the hyperbolic function determining the shape of the hyperboloidal reflective surface 110 may be configured to satisfy the following equation.

본 발명에 있어서, 상기 반사면(110)의 수평 절단면은 이하의 쌍곡선 함수를 만족하여야 한다. 만약 쌍곡선 함수를 만족하지 못할 경우, 주변 환경에 대한 단일 시점 조건을 만족시키지 못하여 영상왜곡이 생기게 되는 바, 본 발명에 있어 반사면(110)의 수평 절단면이 쌍곡선 함수를 가지는 것은 필수 조건이라 할 수 있다. In the present invention, the horizontal cut surface of the reflective surface 110 should satisfy the following hyperbolic function. If the hyperbolic function is not satisfied, the single view condition of the surrounding environment can not be satisfied and image distortion occurs. In the present invention, it is essential that the horizontal cut surface of the reflection surface 110 has a hyperbolic function have.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, F는 쌍곡선 함수의 초점 거리이다. Here, F is the focal length of the hyperbolic function.

도 4는 거울부(100)를 수직 방향으로 내려다본 평면도에 상기 수학식 1을 적용한 도면이다. 도 4을 참조하면, 'a'는 z축 상에서 원점('O')과 쌍곡면 반사면('A')까지의 거리이고, 'b'는 쌍곡선의 점근선 함수의 z 값에 'a'를 대입한 결과이다.FIG. 4 is a view showing the mirror unit 100 according to Equation 1 in a plan view of the mirror unit 100 taken in a vertical direction. Referring to FIG. 4, 'a' is the distance to the origin ('O') and the hyperbolic reflection surface ('A') on the z axis and 'b' This is the result of substitution.

도 5는 본 발명에 따라서 차량용 초광각 영상을 획득하는 거울부(100)의 평면도를 나타낸다. 도 5에 따른 실시예에 따르면, 쌍곡면 반사면(110)에 있어서, 상기 수학식 1의 a값은 28.095 mm이고, b값은 23.413 mm이고, 이에 따른 F 값은 36.571 mm이다. 본 수치는 일 실시예에 지나지 않고, 쌍곡면 함수를 만족하는 한 다른 수치로 변경될 수 있다. 5 is a plan view of a mirror unit 100 for obtaining an ultra-wide angle image for a vehicle according to the present invention. According to the embodiment of FIG. 5, in the hyperbolic reflection surface 110, the value a in the equation (1) is 28.095 mm, the value b is 23.413 mm, and the F value is 36.571 mm. This numerical value is merely an example, and can be changed to another numerical value as long as the hyperboloidal function is satisfied.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 초광각 영상 촬영 장치(10)의 쌍곡면 반사면(110)에서 영상이 반사되는 형태을 설명하는 수평 도면이다. 도 6을 참조하면, 물체(600)의 위치가 쌍곡면 반사면(110)의 초점('F') 보다 수평 방향으로 뒤쪽에 위치하더라도, 반사면(110)에 의하여 반사된 물체의 영상은 쌍곡선 함수의 다른 초점 쌍인 '-F'의 위치를 통과한다. 따라서, 촬영부(200)의 핀홀을 쌍곡면 거울면(110)의 쌍곡선 초점 'F'와 쌍을 이루는 '- F'에 위치시키면, 촬영부의 영상 센서에 물체의 상이 맺히게 되며, 최대 180도 이상의 초광각의 상을 가지는 사각의 파노라마 영상을 획득할 수 있다.FIG. 6 is a horizontal view illustrating a reflection of an image on the hyperboloid reflective surface 110 of the super-wide angle photographing apparatus 10 according to the present invention. 6, even if the position of the object 600 is positioned behind the focal point 'F' of the hyperboloid reflective surface 110, the image of the object reflected by the reflective surface 110 is hyperbola It passes the position of another focus pair, '-F'. Accordingly, when the pinhole of the photographing unit 200 is positioned at the '-F' pair of the hyperbolic focal point 'F' of the hyperboloidal mirror surface 110, an image of the object is formed on the image sensor of the photographing unit, A rectangular panorama image having an ultra-wide angle image can be obtained.

다음으로, 도 7 내지 도 10를 참조하여 본 발명에 따른 초광각 파노라마 영상 촬영 장치가 적용된 초광각 주변 영상 인지 차량(1)에 대하여 설명한다. 도 7 내지 도 10에 도시된 실시예에 있어서 차량(1)은 바람직하게 4륜 자동차이지만, 이에 한정되지 않고 2륜 또는 3륜 자동차를 포함한다. Next, with reference to FIGS. 7 to 10, a description will be made of the super-wide-angle peripheral image or vehicle 1 to which the super-wide angle panoramic imaging apparatus according to the present invention is applied. In the embodiment shown in Figs. 7 to 10, the vehicle 1 is preferably a four-wheeled automobile, but is not limited thereto and includes a two-wheeled or three-wheeled automobile.

도 7은 초광각 파노라마 영상 촬영 장치(10)가 차량(1)에 부착된 상태를 나타내는 평면도이다. 도 7에 도시된 실시예에서 초광각 영상 촬영 장치는 차량의 정면(11), 좌우측면(12) 및 후면(13)에 총 4개가 각각 부착되었다. 초광각 영상 촬영 장치(10)는 최대 180도 이상으로 영상을 촬영할 수 있지만 본 실시예에서는 편의상 180도로 영상을 촬영한다고 가정한다. 따라서, 차량의 정면에 부착된 촬영 장치(11)는 정면을 향한 A영역에 대한 초광각 파노라마 영상을, 좌우측면을 향한 촬영 장치(12)는 각각 B1, B2 영역에 대한 영상을, 후면을 향한 촬영 장치(13)는 C영역에 대한 영상을 촬영한다. 이들 영역의 크기에서 알 수 있듯이, 운전자의 시야각(500)인 약 60도에 비해서 현저히 넓은 범위를 촬영할 수 있고, 본 발명에 따른 초광각 파노라마 영상 촬영 장치는 별도의 후처리 과정 없이 운전자가 직관적으로 인지할 수 있는 직사각형(파노라마)의 영상으로 초광각 영상을 보여준다. 따라서, 운전자는 자신의 시야각 보다 현저히 넓은 차량의 주변 환경을 볼 수 있게 된다. 7 is a plan view showing a state in which the super-wide angle panoramic imaging device 10 is attached to the vehicle 1. Fig. In the embodiment shown in Fig. 7, four superimposed angle imaging devices are attached to the front face 11, the left and right side faces 12 and the rear face 13 of the vehicle, respectively. Although the ultra-wide-angle imaging device 10 can capture an image at a maximum of 180 degrees or more, it is assumed in the present embodiment that an image is taken at 180 degrees for convenience. Therefore, the photographing apparatus 11 attached to the front of the vehicle has the ultra-wide angle panoramic image with respect to the area A toward the front, and the photographing apparatus 12 with the left and right side facing the photographs with respect to the areas B1 and B2, The device 13 captures an image for the C region. As can be seen from the size of these areas, it is possible to photograph a wider range than the driver's viewing angle 500 (about 60 degrees), and the super-wide angle panoramic imaging apparatus according to the present invention is intuitively recognizable (Panorama) image that can be displayed. Therefore, the driver can see the surrounding environment of the vehicle significantly wider than his / her viewing angle.

단, 본 실시예에서와 같이 4 개의 초광각 영상 촬영 장치가 모두 부착된 것은 일 실시예에 지나지 않고, 촬영하고 싶은 방향에만 초광각 영상 촬영 장치를 선택적으로 부착시킬 수 있다. 예를 들어, 좌우측면만을 보고 싶은 경우는 좌우측면 초광각 영상 촬영 장치(12)만을 구비하거나, 전면(11)에만 또는 후면(13)에만 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치를 구비할 수 있다.However, as in the present embodiment, it is only one embodiment that all four ultra-wide angle image pickup devices are attached, and the super-wide angle image pickup device can be selectively attached only in the direction in which the image is desired to be taken. For example, in the case where only the right and left sides are desired to be viewed, only the left and right side super wide angle image capturing device 12 may be provided, or the super wide angle image capturing device according to the present invention may be provided only on the front face 11 or only on the rear face 13.

본 발명에 따라 좌우측면에 초광각 영상 촬영 장치(12)를 구비한다면, 차량에 사이드 미러를 구비할 필요가 없다. According to the present invention, it is not necessary to provide the side mirrors in the vehicle if the super wide-angle imaging device 12 is provided on the left and right sides.

도 8은 본 운전자의 시점으로 본 차량(1)의 내부 모식도이다. 편의를 위해서 도 8에서 운전자의 시야각(500)을 음영처리하였다. 이와 같이 운전자의 시야각(500) 밖에 있는 물체(600)라 할지라도 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치(10, 11)를 통해서 시각적으로 촬영(인지)이 가능하다. 8 is an internal schematic view of the vehicle 1 viewed from the driver's viewpoint. For the sake of convenience, the driver's viewing angle 500 is shaded in FIG. Thus, even if the object 600 is outside the viewing angle 500 of the driver, it can be visually photographed (recognized) through the ultra-wide angle image photographing apparatuses 10 and 11 according to the present invention.

바람직한 실시예로서, 본 발명에 따른 초광각 주변 영상 인지 차량(1)은 상기 초광각 영상 촬영 장치(10)를 통해서 얻어지는 영상 신호를 시각적으로 재생하는 하나 이상의 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(300)는 예를 들어 LCD와 같이 공지의 화상 장치일 수 있다. 디스플레이부(300)는 상기 초광각 영상 촬영 장치(10), 보다 상세하게 촬영부(200)와 유/무선으로 연결되어 있다. 또한, 상기 디스플레이부(300)는 운전자의 정면 시야각(500) 내에 위치시켜 운전자가 정면 방향(운전 방향)의 고개를 좌우로 돌리지 않으면서 좌우측면 또는 후면의 영상을 관찰할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 각각의 초광각 영상 촬영 장치(11, 12, 13)마다 각각의 디스플레이부(300)가 대응되도록 구성할 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예로서, 하나의 디스플레이부(300)에 모든 초광각 영상 촬영 장치가 연결되어 있고, 차량의 좌우 방향지시등이 켜졌을 때, 방향지시등이 켜진 방향에 해당하는 영상 촬영 장치의 영상 정보만이 상기 하나의 디스플레이부에 표시되도록 할 수 있다.As a preferred embodiment, the vehicle 1 may include at least one display unit 300 for visually reproducing an image signal obtained through the super-wide angle image pickup apparatus 10 according to the present invention. The display unit 300 may be a known image device such as an LCD. The display unit 300 is connected to the ultra-wide angle image capturing apparatus 10, more specifically, the image capturing unit 200 by wire / wireless connection. It is preferable that the display unit 300 is positioned within the front view angle 500 of the driver so that the driver can observe left, right, and rear images without turning the head of the front direction (driving direction) . Preferably, each of the super wide-angle imaging devices 11, 12, and 13 may correspond to each of the display units 300. In another preferred embodiment, when all of the super wide-angle image capturing apparatuses are connected to one display unit 300 and the left and right turn signal lamps of the vehicle are turned on, only the image information of the image capturing apparatus corresponding to the turn- Can be displayed on the one display unit.

보다 바람직한 실시예로서, 본 발명에 따른 차량용 초광각 영상 촬영 장치(10)는 촬영부(200)로부터 전달받은 영상 정보를 전기적으로 저장하는 저장부(400)를 더 포함할 수 있다. 상기 저장부(400)는 영상 정보를 계속적으로 저장할 수 있고 별도의 영상 재생 장치(예를 들어, 디스플레이부)를 통해서 저장된 영상 정보를 재생할 수 있다. 따라서, 만약 차량 사고시 차량의 주변 환경을 초광각 파노라마 영상으로 기록하여 둘 수 있어, 사고 처리시 분쟁을 조기에 명확히 해결할 수 있다.As a more preferred embodiment, the super-wide angle photographing apparatus 10 for a vehicle according to the present invention may further include a storage unit 400 for electrically storing image information received from the photographing unit 200. The storage unit 400 may continuously store image information and may reproduce image information stored through a separate image playback device (e.g., a display unit). Therefore, it is possible to record the surrounding environment of the vehicle in the event of a car accident as an ultra-wide-angle panoramic image, so that the dispute can be clearly and quickly solved at the time of accident handling.

도 9는 도 7 및 8에서 차량의 정면에 부착된 초광각 영상 촬영 장치(11)의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다. 도 9에 도시된 초광각 영상 촬영 장치(11)는 종래 차량의 룸미러의 위치에 부착되는 것이 바람직하다. 또한 도 9에 도시된 촬영 장치(11)는 일방 측면에 상술한 쌍곡면 반사면(110)을 가지고, 타방 측면에 상기 쌍곡면 반사면에 대칭하여 위치하는 평면 반사면(130)을 가진다. 예를 들어, 상기 반사면은 일반적으로 종래 차량의 룸미러에 사용되는 평면 거울이다. 본 실시예에 따르면, 상기 촬영 장치(11)는 종래의 룸미러의 용도를 가지면서도 정면 방향으로는 초광각 영상을 촬영할 수 있는 바, 종래의 차량 내부의 인테리어를 변경하지 않고도 즉각적으로 정면 방향의 초광각 영상을 촬영할 수 있기 때문에 기존의 룸미러와 블랙박스를 동시에 대체하는 효과를 가질 수 있다. Fig. 9 is a view showing a preferred embodiment of the super wide angle image photographing apparatus 11 attached to the front face of the vehicle in Figs. 7 and 8. Fig. It is preferable that the super wide-angle imaging device 11 shown in Fig. 9 is attached to the position of the room mirror of the conventional vehicle. The photographing apparatus 11 shown in Fig. 9 has the above-described hyperboloidal reflective surface 110 on one side and a flat reflective surface 130 on the other side which is positioned symmetrically with respect to the hyperboloidal reflective surface. For example, the reflective surface is generally a flat mirror used in a room mirror of a conventional vehicle. According to the present embodiment, the photographing apparatus 11 can shoot an ultra-wide angle image in the front direction while having the use of a conventional room mirror, and can instantaneously detect an ultra wide angle Since the image can be taken, the conventional room mirror and black box can be replaced at the same time.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치(13)를 차량의 후면에 부착시킬 수 있다(도 7 참조). 종래 차량에서 후방 카메라가 차량 번호판의 위쪽에 위치될 때, 후방 카메라의 시야각의 한계(약 60도) 때문에 시야각을 벗어난 부분에 위치한 물체를 볼 수 없거나 왜곡되어 볼 수 밖에 없는 문제점이 있었다. 하지만 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치(13)는 종래 후방 카메라와 동일한 위치에 설치되어도 180도의 초광각 영상을 운전자에게 제공하기 때문에 시야각을 벗어나거나 영상이 왜곡되지 않는다. According to a preferred embodiment, the super wide-angle imaging device 13 according to the present invention can be attached to the rear surface of the vehicle (see FIG. 7). There is a problem in that when the rear camera is positioned above the license plate of the conventional vehicle, the object located outside the viewing angle can not be seen or distorted because of the limit of the viewing angle of the rear camera (about 60 degrees). However, since the ultra-wide angle image photographing apparatus 13 according to the present invention is installed at the same position as the conventional rear camera, it provides the driver with an ultra-wide angle image of 180 degrees, so that the image is not out of view or distorted.

도 10은 본 발명에 따른 초광각 영상 촬영 장치(12)를 통해 촬영한 차량의 측면 초광각(180도 이상) 영상이다. 본 도 10을 보면, 한장의 영상 내에서 좌측에 차량의 사이드 미러와 함께 우측에 차량의 뒷부분이 함께 촬영된 것을 볼 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면 후처리 작업(펼침 작업)을 거치지 않으면서도 주변 왜곡이 발생하지 않는 파노라마 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.10 is a side super-wide angle image (over 180 degrees) of the vehicle taken through the super wide-angle imaging device 12 according to the present invention. Referring to FIG. 10, it can be seen that the rear side of the vehicle is photographed together with the side mirror of the vehicle on the left side in the single image. As described above, according to the present invention, it is possible to provide the driver with a panoramic image which does not undergo a post-processing operation (unfolding operation) but does not cause a peripheral distortion.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept as defined by the appended claims. But is not limited thereto.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the exemplary system described above, although the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in different orders or simultaneously . It will also be understood by those skilled in the art that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention.

1:차량 10, 11, 12, 13:차량용 초광각 영상 촬영 장치
100:거울부 110:쌍곡면 반사면
130:평면 반사면 200:촬영부
210:영상 센서 300:디스플레이부
400:저장부 500:운전자 시야각
600:물체1: vehicle 10, 11, 12, 13: super wide angle photographing device for vehicle
100: mirror part 110: hyperboloid reflective surface
130: plane reflecting surface 200: photographing part
210: image sensor 300: display unit
400: storage unit 500: driver's viewing angle
600: object

Claims (8)

차량에 부착되어 운전자가 차량의 주변 영상을 시각적으로 관측할 수 있게 하는 자동차용 초광각 영상 촬영 장치로서,
수평 단면이 쌍곡선 함수 형태인 쌍곡면 반사면을 가지고, 수직 단면이 직사각형 형태인 실린더 형 거울부; 및
상기 쌍곡면 반사면과 마주하여 위치하고, 상기 쌍곡면 반사면에 의해서 반사되는 물체(600)의 직사각형의 파노라마 영상을 영상 센서를 통해 촬영하여 전기적 영상신호로 변환하는 촬영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치.An ultra wide-angle image pickup apparatus for a vehicle, which is attached to a vehicle and enables a driver to visually observe a peripheral image of the vehicle,
A cylindrical mirror portion having a hyperboloidal reflecting surface whose horizontal cross section is a hyperbolic function type and having a vertical cross section of a rectangular shape; And
And a photographing unit which is located opposite the hyperboloid reflecting surface and converts the rectangular panoramic image of the object (600) reflected by the hyperboloidal reflecting surface through an image sensor and converts the panoramic image into an electrical image signal Ultra wide angle imaging device. 제 1 항에 있어서,
상기 촬영부(200)의 핀홀은 상기 쌍곡면 거울면(110)의 쌍곡선 초점('F')과 쌍을 이루는 나머지 초점('- F')에 위치함을 특징으로 하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pinhole of the photographing unit 200 is located at a remaining focus ('-F') pairing with the hyperbolic focus ('F') of the hyperboloidal mirror surface 110. 제 1 항에 있어서,
상기 촬영한 직사각형 파노라마 영상을 시각적으로 재생하는 하나 이상의 디스플레이부(300)를 더 포함함을 특징으로 하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치.The method according to claim 1,
Further comprising at least one display unit (300) for visually reproducing the photographed rectangular panorama image. 제 1 항에 있어서,
상기 거울부(100)는 타방의 측면에 평면 반사면(130)이외에 물체의 상을 반사하는 데 관여하지 않는 평면이 아닌 다른 형태를 가짐을 특징으로 하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the mirror unit (100) has a shape other than a plane that does not participate in reflecting an image of an object other than the plane reflecting surface (130) on the other side surface. 제 1 항에 있어서,
상기 차량용 초광각 영상 촬영 장치에 연결되어 전달받은 영상 정보를 전기적으로 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a storage unit electrically connected to the super-wide angle image photographing apparatus and storing the received image information. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 차량용 초광각 영상 촬영 장치 및
차량 내부에 부착되고, 상기 차량용 초광각 영상 촬영 장치로부터 영상 정보를 전달받아 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 주변 영상 인지 차량. An ultra-wide-angle image photographing apparatus for a vehicle according to any one of claims 1 to 5,
And a display unit which is attached to the inside of the vehicle and receives and displays the image information from the super-wide angle image photographing apparatus for a vehicle. 제 6 항에 있어서,
상기 디스플레이부는 운전자의 정면 시야각 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 초광각 주변 영상 인지 차량. The method according to claim 6,
Wherein the display unit is located within a front view angle of the driver. 제 1 항에 있어서, 상기 거울부는,
상기 쌍곡면 반사면에 대칭하여 위치하는 평면 반사면을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 초광각 영상 촬영 장치.The apparatus according to claim 1,
And a plane reflecting surface which is symmetrically located on the hyperboloidal reflecting surface.
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