자동차용 영상 기록 장치

자동차용 영상 기록 장치 {Video recording system in vehicle}

도 1은 본 발명의 한 실시예의 구성을 나타낸 블록다이어그램,

도 2는 도 1의 구성에서 임시기억장치와 주기억장치 사이의 관계를 개념적으로 나타낸 모식도,

도 3은 자동차의 운행 상태의 한 예로써 도 1의 구성의 동작을 설명하기 위한 도표,

도 4는 도 1의 구성의 controller가 해야 하는 동작을 구현하기 위한 controller 내부의 program 흐름을 나타낸 flow chart,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 블록다이어그램,

도 6은 자동차의 운행 상태의 한 예로써 도 5의 구성의 동작을 설명하기 위한 도표,

도 7은 도 5의 구성의 controller가 해야 하는 동작을 구현하기 위한 controller 내부의 program 흐름을 나타낸 flow chart이다.

본 발명은 자동차 운행 중에 사고가 발생했을 때 어떤 과정으로 또는 누구의 실수로 사고가 난 것인지를 정확하게 밝히기 위한 영상신호 기록 장치를 제공하는 것이다.

종래의 발명에서는 충격 센서나 관성 등을 이용하여 사고가 발생한 것을 감지하고 이 때 순간적으로 상황을 촬영하거나, 운행상황을 video tape 등에 장시간 녹화하는 방법 등이 제안되어 있으나, 사고 발생시에 촬영하는 것은 사고가 나게 된 경과를 밝히기가 힘들며, 자동차의 운행 상황을 장시간 녹화하는 방법은 tape recording에 필요한 기계적 mechanism이 진동에 약할 뿐만 아니라 비용이 많이 드는 단점이 있다.

본 발명은 종래의 제안의 단점을 해결하기 위하여, 사고가 발생하게 된 일정 시간 동안의 경과 과정을 녹화하면서도 영상의 기록을 간편하게 할 수 있도록 하는 방법을 제공한다.

본 발명의 사상을 포함하는 최소의 구성인 첫 번째 실시예는 도 1의 block diagram에 나타낸 바와 같이, 차량의 특정 위치에 설치되어 차량의 전방 상황을 촬영하는 비디오카메라(1), 촬영된 영상을 기록하는 기록 system(2), 그리고 자기 차량의 속도를 측정하여 digital data화 된 속도data(speed data, sd)를 출력하는 속도계(3)로 구성된다. 또한 기록 system(2)은 sd를 입력으로 하여 임시기억장치(22)와 주기억장치(23)를 제어하는 controller(21), 임시기억장치(22), 주기억장치(23), 그리고 상기 비디오카메라(1)에서 출력된 영상신호를 입력받아서 digital data로 변환하고 임시기억장치(22)에 기록할 수 있는 형식으로 변환하는 신호처리장치(24)로 구성된다.

임시기억장치(22)는 RAM과 같은 기억장치로서, 이하에서는 설명의 편의상 shift register의 구조를 갖는 것으로 하였으나, 실제로는 일반 RAM을 사용하되 RAM에 data를 기록할 때 address를 바꿔가면서 기록하면 된다. 임시기억장치(22)의 용량은 기록되는 한 편의 동영상(이하에서는, 이것을 "file"로 나타내기로 한다.)의 시간과 관계되며, 임시기억장치의 용량은 사고발생시의 경과를 밝히기 위한 운행 상황을 담기 위하여, 수 십초 내지 1분 정도의 동영상 file을 기록할 수 있는 정도면 된다. 한편, 주기억장치(23)는 플래시메모리와 같은 기억장치로서 data를 전기적으로 기록, 삭제 할 수 있으면서도 전원이 꺼지더라도 기억된 data가 소실되지 않는 장치이고, 다수개의 file을 기록할 수 있는 용량이 필요하다. 또한, 사용자가 주기억장치(23)를 꺼내거나 새로 설치할 수 있도록 하여, 보존해야 할 동영상이 기록된 후 사용자가 주기억장치를 꺼내어 별도 보관할 수 있도록 한다. 도 2는 임시기억장치(22)와 주기억장치(23) 사이의 관계를 개념적으로 나타낸 것이다. 즉, 현재 촬영되고 있는 영상에 대한 digital data(current video data, cvd)는 임시기억장치(22)의 첫 번째 address(p1)에 항상 기록되며 그와 동시에 기존에 기록되어 있던 모든 영상 data들은 그 오른쪽 address로 이동하여, 마지막 address p(n)에 기록되어 있던 영상 data는 새로운 data가 들어올 때 소멸된다. 임시기억장치(22)에 기억되어있는 n개의 영상 data (buffered video data, bvd)가 한 개의 file을 이루며, 도 2의 그림에서는 주기억장치(23)가 5개의 file을 기록할 수 있는 용량으 로 표현되어있고, 현재의 file이 f3의 번호를 부여받은 것으로 나타내고 있다. (아래의 설명에서도 주기억장치가 5개의 file을 기록할 수 있는 것으로 가정하지만, 실제로는 수십 개의 file을 기록할 수 있는 것을 사용할 수도 있다.)

이상과 같은 영상기록 system의 동작을 설명하면 다음과 같다. controller(21)는 비디오카메라(1)가 촬영하고 있는 영상에 대한 digital data(cvd)를 실시간으로 임시기억장치(22)에 기록하며, 자동차가 운행하다가 정지하게 되면, 즉 sd가 0이 아니었다가 0으로 바뀌게 되면 controller(21)는 현재 임시기억장치(22)에 기록되어있는 file을 (미리 설정해놓은 file 번호에 따라) 주기억장치(23)의 해당 address에 옮겨서 기록한다. (이하에서는 이 과정을 "dump"로 나타내기로 한다.)

도 3에 나타낸 예로써 이상의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 3에서는 자동차가 t1부터 t7까지 7번 정지한 상황을 가정한 것이다. 자동차의 속도가 0이 아니었다가 0이 되는 순간(t1 ... t7)마다, data dump가 이루어지며, data dump가 이루어질 때 마다 dump되는 file의 번호가 하나씩 증가하되 최대 file 번호인 f5 이후에는 다시 f1이 부여되어 기록된다. 도 3의 예에서는 t7 이후에는 주기억장치(23)에 t1, t2에서 dump 되었던 file은 소실되고, t3, t4, t5, t6, t7에 dump 되었던 file이 기록되어 있는 것이다.

일반적으로 접촉사고와 같은 사소한 사고가 날 경우, 쌍방의 운전자는 일단 차를 정지시켜놓고 시비를 가리게 되므로, 사용자는 차를 정지시킨 상태에서 주기억장치(23)를 꺼내어 별도로 보관함으로써, 최근에 dump된 file 중에서 접촉사고가 나게 된 경위를 밝힐 수 있는 동영상 자료를 확보할 수 있게 된다. 또한 충돌과 같은 대형 사고로 인하여 운전자가 의식을 잃거나 사망하게 되더라도 자동차는 정지하기 마련이므로, 주기억장치는 사고가 나게 된 경위를 밝힐 수 있는 자료를 보관하게 된다.

도 4는 이상과 같은 동작을 구현하기 위한 controller(21) 내부의 program의 흐름을 간단하게 나타낸 것이다. program이 가동되면, 우선 주기억장치(23)에 기록할 address 설정을 위하여 file 번호(file number, fn)을 1로 설정하고(s1), 자동차가 움직이기 시작하는 것을 기다린다(s2). 자동차가 움직이기 시작하는 것을 감지하기 위하여 controller(21)는 현재의 속도 data(sd)를 기준 속도(reference speed, rs)와 비교하며, 만약 sd〈rs 라면 기다리는 과정을 반복하게 되고, sd〉rs 일 때 다음 과정으로 넘어가도록 구성한다. 여기에서 rs는 0에 가까운 일정 수치로서, "sd〉rs 인가"라는 판단을 이용함으로써 자동차가 미세하게 이동할 경우 불필요하게 dump가 반복되는 error를 방지할 수 있다. s2를 벗어나게 되면 이제 차가 움직이는 상태이므로, 속도가 다시 0이 되는 상태를 기다리게 되는데(s3) 만약 차가 정지한다면 fn의 값에 따라 설정된 주기억장치의 address에 data를 dump한다(s4). 또다시 차가 움직이기 시작하는 것을 기다려서(s5), 차가 움직이게 되면 file 번호를 하나 증가시키고(s6) s3 이후의 과정을 반복함으로써, 위에서 설명한 동작을 시행할 수 있는 것이다.

도1의 block diagram과 도 4의 flow chart에는 나타내지 않았지만, 현재의 video data(cvd)를 임시기억장치(22)에 기록하는 동작은, video 신호에 포함되는 수직 sync. 신호등을 controller의 interrupt 단자에 입력하고, interrupt routine을 이용하여 실시간으로 수행할 수 있다. 즉 main program이 진행되는 도중에 수직 sync. 신호가 들어올 때마다, 잠시 main program routine을 벗어나서 한 frame의 영상 data를 임시기억장치(22)에 기록하는 routine을 수행한 후 다시 main routine으로 복귀하도록 구성함으로써, 도 4의 main routine을 수행하면서도 실시간으로 cvd를 임시기억장치(22)에 기록할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 것으로서, 본 발명의 핵심적인 사상, 즉 속도가 0이 될 때마다 동영상을 기록하는 기능에 실질적으로 필요한 몇 가지의 기능을 추가로 수행할 수 있도록 한 것이다. 즉, 도 5의 구성에서는 다수개의 버튼을 구비하고 사용자가 버튼을 누름에 따라 그에 해당하는 명령 data(command data, cd)를 출력하여 사용자의 요구 사항을 controller(21)에 입력할 수 있도록 하는 입력 장치(4)와 녹화된 화면을 재생하는 display(5)가 추가되었으며, 기록 system(2) 내부의 구성에서는 보존해야할 file 번호(preserved file number, pfn)를 기록하기 위한 register(25), 현재의 시각 data(time data, td)를 출력하는 시계(26), td와 sd를 입력 받아서 그에 대응하는 글자의 영상신호(character video signal, cvs)를 출력하는 character generator(27), video camera의 영상신호와 cvs를 합성하는 mixer(28), 그리고 기록된 영상 data(recorded video data, rvd)를 처리하여 display(5)에 적합한 영상신호를 만들어내는 신호처리부(29) 등이 추가되었다. 도 5에서는 register(25)를 별도의 구성요소로 나타내었으나, 기존의 controller들은 그 내부에 자체적으로 사용할 수 있 는 register들을 가지고 있으므로, 실제로는 controller 내부의 register를 사용하면 된다.

우선, 도 5의 구성에서는 26, 27, 28의 구성 요소를 추가함으로써, 현재 촬영되고 있는 동영상에 자기 차의 속도와 현재의 시각을 자막으로 첨가하여 사고 시의 과실이나 책임 등을 좀 더 명확히 판단할 수 있는 동영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 도 5의 구성에서는 사용자의 요구 사항을 입력할 수 있는 입력장치(4)가 추가되어, 최근에 dump된 file을 보존하기 위한 요구(보존요구, preserve request)나 속도와 관계없이 사용자의 판단에 따라 무조건 기록을 요구(기록요구, record request)할 수도 있다. (좀 더 세부적으로는, 입력 장치(4)를 통하여 display할 file을 선택한다거나 보존된 file을 해제한다거나, 현재 시각을 설정한다거나 하는 등의 여러 가지를 입력할 필요가 있지만, 본 명세서에서는 이런 세부 사항은 생략하기로 한다.)

보존요구와 기록요구에 관한 상세한 내용을 도 6의 도표에 나타낸 상황을 예로 하여 설명하면 다음과 같다. 도6의 예에서는 t1, t2, ... t11의 11번의 시각에 속도가 0이 되었고, 입력 장치(4)를 통하여 t12에서 보존요청, t13에서 기록요청이 입력된 상황을 나타내고 있다. 즉, 이 도표에서는, t1부터 t11까지의 11번의 dump는 속도가 0이 되어 data dump가 이루어졌고, t13에는 기록요청에 따른 (속도가 0이 아닌 상태에서의) data dump가 이루어진 것을 나타내고 있다. t2에서 data가 dump될 때 f2의 file 번호가 부여되었고, t3 이전인 t12에서 보존요청이 입력되었 으므로, controller(21)는 register(25)에 보존해야할 file 번호인 2를 기록한다. t7에서 다시 차가 정지하고 data dump가 이루어질 때에는, (f2가 보존해야할 file이기 때문에) 기존의 f2를 삭제하고 그 자리에 data를 기록하는 대신에 f3를 삭제하고 그 자리에 data를 기록하면서 f3의 file 번호를 부여한다. 또한 t13에 사용자로부터 기록요청이 들어왔으므로 f4의 자리에 data dump를 하면서 register에는 또 하나의 pfn인 4를 추가로 기록하여, register(25) 속에는 2, 4의 두 개의 data가 기록된다. 따라서 이 상황 이후에는 data가 dump되는 file의 위치가 f2, f4를 제외한 f1, f3, f5가 되는 것이다. 이와 같이 보존요구가 입력된 경우에는 마지막에 dump된 file을 보존하고, 기록요구가 입력된 경우에는 즉시 dump를 시행하고 file을 보존함으로써, 이후에 속도가 0이 될 때마다 dump를 시행하더라도 중요한 영상 data는 계속 보존할 수 있게 되어, 사용자가 주기억장치(23)를 꺼내어 별도로 보관하지 않아도 중요한 동영상을 확보할 수 있는 것이다. 물론 중대한 사고로 인해 운전자가 의식이 없는 상태가 되어 기록요구나 보존요구를 할 수 없는 상황에 처하더라도, 차가 정지하면 자동으로 dump가 이루어지므로 중요한 동영상 자료는 기록된 상태로 남게 되는 것은 변함이 없다.

이와 같은 기록 과정을 시행하기 위한 controller(21) 내부의 program 흐름을 도 7에 간략히 나타내었다. controller(21)는 우선 register(25) 내부의 data를 검사하여 register의 data가 모든 file number를 다 가리키고 있는지를 확인한다(s7, s8). 이 때, 모든 file이 다 보존된 상태라면 주기억장치(23)에 새로운 file을 기록할 수 있는 공간이 없는 경우이므로, memory 공간이 없다는 message를 사용 자에게 알리고(s9), 주기억장치를 교체하거나 보존된 file을 해제할 것을 요구할 수 있다. (설명의 편의상 program이 끝나는 것으로 표시함.) 주기억장치(23)에 사용가능한 기록 공간이 있다면 pfn을 피하여 마지막으로 기록한 file 번호의 다음 번호를 file 번호를 설정한(s10) 후, 속도가 0이 되거나(s11) (도 7에서는 생략하였으나, 도 4에서와 같이 속도가 일정 속도 이상으로 올라간 후 다시 0이 되는 것을 기다리도록 한다.), 기록 요청이 들어오는 것(s13)을 기다린다. 만약 차가 정지하게 되면, 속도 0일 때의 dump 과정(s12)을 수행하고, 기록요청이 들어오면 기록요청에 따른 dump 과정(s14)을 수행한다.

속도 0에서의 dump routines(s12)에서는, data를 dump하는 조작과 함께, 보존요구가 들어올 경우와 다음 loop에서의 file 번호 설정(s10)을 대비하여 현재 dump한 file의 번호를 controller 내부에 기록하고, 속도가 다시 기준 속도 이상으로 올라가는 것을 기다려서 routine을 빠져 나오도록 구성한다. 보존요구를 처리하는 것은 또 하나의 interrupt routine으로 구성할 수 있다. 즉, 보존요구가 입력되면 보존요구 interrupt 처리 routine으로 이동하여, controller 내부에 기록해 놓은 마지막 dump한 file 번호를 register(25)에 기록하고 main routine으로 되돌아오도록 구성한다. 기록요청에 따른 dump routine(s14)에서는, data dump, controller 내부에 현재의 file 번호 기록, 그리고 register(25)에 현재의 file 번호 기록의 세 가지 조작을 시행하도록 한다.

이상과 같은 구성과 동작으로써, 본 발명의 영상 기록 system은 차량의 전방 에서 벌어지는 상황을 촬영한 일정 시간 동안의 동영상을 실시간으로 갱신하고 있다가, 속도가 0이 되거나 사용자가 요구할 때 마다 필요한 동영상을 주기억장치에 기록하여, 사소한 접촉 사고나 중대한 사고가 발생하는 모든 경우에 사고가 나게 된 경위 등에 대한 중요한 동영상 자료를 확보할 수 있게 되며, 동시에 영상을 기록하기 위한 기계적 수단이 필요치 않으므로 경제적이고도 안정적인 기록 수단을 제공하게 되는 것이다.