카메라를 이용한 이동 물체 감지 장치{Apparatus for Detecting Moving Object with camera}

본 발명은 카메라를 이용하여 이동 물체를 감지하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 카메라를 이용한 장애물 감지 장치는 2개 이상의 카메라를 사용하는 뎁쓰카메라 또는 스테레오 카메라를 사용하여 피사체의 3차원정보를 생성하여 배경으로부터 특정한 조건의 물체들을 분리하여 장애물의 유무를 판단하고 장애물까지의 거리를 산출하는 기술, 하나의 카메라를 사용하는 경우에는 예를 들어 사람의 얼굴, 자동차, 이륜차, 보행자등과 같은 동일한 유형의 객체를 검출하는 알고리즘을 배경으로 하는 기술이 있다.

또한, 차량의 운전자가 주행 또는 주차시, 차량의 진행방향뿐만 아니라 차량의 전 후 좌 우의 상황을 동시에 확인하기 위해서는 상당한 주의가 필요하다. 이와 같은 상태에서 운전자의 안전운전에 도움을 주기 위해서 적어도 1개 이상의 카메라를 차량에 설치하여 그 영상을 운전자에게 보여주므로써 시각적으로 운전자의 주의를 환기시키는 방법 (후방카메라 또는 어라운드뷰 모니터링)을 사용하고 있고, 또한 초음파센서등을 사용하여 운전자에게 전/후방의 장애물에 대한 주의를 환기시키기 위하여 청각적으로 운전자의 주의를 환기시킬 뿐만 아니라, 시각적-청각적을 포함한 2가지 이상의 융합적 경고를 하는 장치가 이미 상용화 되어있다. 그러나, 이러한 기존 장치들은 카메라와 함께 초음파 센서와 같은 추가적인 센서를 필요로 하여 비용이 증가하고 설치가 번거로운 측면이 있다.

본 발명은 하나의 카메라를 사용하여 차량 주변에서 이동하는 물체를 검출할 수 있는 카메라를 이용한 이동물체 감지 장치를 제공한다.

본 발명의 카메라를 이용한 이동 물체 감지 장치는 적어도 1개 이상의 차량 장착용 카메라의 영상을 전달하는 영상 정보 전달 인터페이스와 적어도 1개 이상의 차량 정보 수납 인터페이스와 상기 영상 정보 전달 인터페이스로부터 영상을 수납하여 영상을 처리하는 영상 처리부와 상기 영상 처리부로부터 전송되는 영상 정보를 표시하는 정보 표시 인터페이스와 상기 영상 처리부로부터 전송되는 청각 정보를 표시하는 청각 정보 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 영상 처리부는 영상 처리 알고리즘을 포함하며, 상기 영상 처리 알고리즘은 상기 입력 영상의 처리에 있어서 입력 영상의 파라미터를 추출하고, 에지 영상을 생성하고, 생성된 상기 에지 영상에서 블록 기반의 에지 분포를 분석하여, 검출된 블록수가 설정된 문턱치를 넘을 경우 장애물로 판단하며, 상기 입력 영상의 파라미터에 따라 상기 장애물의 거리를 산출하도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 영상 처리 알고리즘은 외부 파라미터 세트를 이용하여 운전자의 관심 영역을 설정하며, 상기 관심 영역을 복수 개의 영역으로 분할하여 각 관심 영역에 최 근접 장애물이 위치할 때 영상 정보와 청각 정보를 출력할 수 있다.

본 발명의 카메라를 이용한 이동물체 감지 방법 및 장치에 따르면, 한 대의 카메라만을 이용하여 카메라와 초음파 센서를 함께 사용하는 경우와 동일한 결과를 구현함으로써 비용을 절감시키고, 사용자를 확대하여 교통 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 카메라를 이용한 이동물체 감지 방법 및 장치에 따르면, 적어도 1개 이상의 영상정보 인터페이스로 전송되는 영상 신호를 처리하여 시각적 및 청각적으로 정보를 제공함으로서 운전자에게 안전 운전을 환기시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 카메라를 이용한 이동물체 감지 방법 및 장치에 따르면, 일반 차량뿐만 아니라 특히 트럭과 같이 차체의 길이가 길거나, 화물 적재 부분이 분리되어 초음파 센서를 장착하기 용이하지 않은 경우에도 용이하게 이동 물체가 감지되도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 카메라를 이용한 이동물체 감지 방법 및 장치에 따르면, 차량의 속도, RPM 정보 및 좌우 깜빡이 정보를 수납하여 영상과 함께 표시할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 이동물체 감지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 이동물체 감지 장치의 영상 처리 알고리즘의 개요도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 이동 물체 감지 장치를 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 이동 물체 감지 장치의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 이동물체 감지 장치는, 도 1을 참조하면, 적어도 1개의 영상 정보 전달 인터페이스(100)와 영상 처리부(Image Processing CPU)(200)와 정보 표시 인터페이스(300)와 적어도 1개의 차량 정보 수납 인터페이스(400) 및 청각 정보 인터페이스(500)을 포함하여 형성된다.

상기 이동 물체 감지 장치는 적어도 1개 이상의 영상 정보 전달 인터페이스(100)로 입력된 영상에서 영상 처리 알고리즘(10)을 이용하여 바닥으로부터 일정 높이이상 돌출되어 정지 또는 이동하는 객체를 판단하고, 판단 결과와 차량 정보 수납 인터페이스(400)를 통해서 수납된 정보 및 영상 정보 전달 인터페이스(100)를 통해 수납된 영상 정보의 전부 또는 일부를 정보 표시 인터페이스(300)를 통하여 차량 운전자에게 시각적으로 운전에 도움이 되는 영상 정보로 출력하고 청각적인 경고를 청각 정보 인터페이스(500)를 통해 출력한다.

즉 상기, 이동 물체 감지 장치는 적어도 1개의 영상 정보 전달 인터페이스(100)에서 전송되는 영상 신호를 하나의 영상 처리부(Image Processing CPU)(200)에서 처리하여 정보 표시 인터페이스(300)에 표시한다. 또한, 상기, 이동 물체 감지 장치는 영상을 표시할 때 차량 정보 수납 인터페이스(40)로 들어온 적어도 1개의 정보를 영상 처리부(200)에 표시한다

따라서, 상기 이동 물체 감지 장치는 차량에 설치된 카메라 및 영상처리 알고리즘을 이용하여, 카메라와 초음파 센서등 복합센서를 이용할 때와 유사한 형태로, 차량 주변의 움직이는 장애물을 검출하여 운전자에게 경고를 할 수 있도록 영상 정보와 청각 정보를 생성할 수 있게 된다.

상기 영상 정보 전달 인터페이스(100)는 아날로그 또는 디지털 영상 신호를 전달하는 장치로 형성된다. 상기 영상 정보 전달 인터페이스(100)는 차량 외부의 입력 영상이 전달되도록 형성된다. 상기 영상 정보 전달 인터페이스(100)로 전달되는 입력 영상은 차량의 외부 영상이며 사용 환경에 따라 여러 개가 차량 운전자의 편의에 따라 다양한 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 정보 전달 인터페이스(100)가 복수 개인 경우에 2번째 영상은 차량의 좌측방에 대한 입력 영상 신호를 전달하도록 될 수 있다. 또한, 첫번째 영상은 차량의 전면에 설치되어 차량의 진행 방향이 입력 영상을 포함할 수 있다. 상기 영상 정보 전달 인터페이스는 VGA급, Full HD급 영상을 전달하는 인터페이스로 형성될 수 있으며, 특정 해상도에 제한을 두지 않는다.

상기 영상 처리부(200)는 영상 처리 알고리즘이 수행된다. 상기 영상 처리부(200)는 영상 정보 전달 인터페이스(100)와 차량 정보 수납 인터페이스를 통하여 영상 정보와 차량 정보를 수신하며, 영상 처리를 통하여 영상 정보와 청각 정보를 생성한다. 상기 영상 처리부(200)는 이를 위하여 영상 처리 알고리즘을 포함한다.

상기 정보 처리 인터페이스(300)는 영상 처리부로부터 전송되는 영상 정보를 표시한다.

상기 청각 정보 인터페이스(500)는 영상 처리부로부터 전송되는 청각 정보를 표시한다.

다음은 영상 처리 알고리즘에 의하여 영상 처리부가 이동 물체를 감지하는 방법에 대하여 설명한다.

상기 영상 처리 알고리즘(10)은 영상 정보 전달 인터페이스(100)로부터 전달된 영상을 수학적 연산 및 실험을 통한 문턱치를 적용하여 처리 및 판단한다. 만약 상기 영상 처리 알고리즘(10)은 영상 파라미터가 여의치 않은 경우에는 적어도 1개 이상의 파라미터를 실제 측정값을 통해 장치 설치 전에 입력해 놓을 수 있다.

상기 영상 처리 알고리즘(10)은 영상 정보 전달 인터페이스 (100)를 통해서 들어온 영상의 변화 또는 적어도 1개 이상의 외부 파라미터를 이용하여 카메라의 높이, 촛점 거리, 화각, 핏치 앵글등의 외부 파라미터 세트를 추정한다.

또한, 상기 영상 처리 알고리즘(10)은 외부 파라미터 세트를 이용하여 운전자의 관심 영역(Region Of Interest)을 설정한다.

상기 영상 처리부(200)는 영상 정보 전달 인터페이스(100)를 통해서 들어온 영상으로부터 에지 영상을 만들어낸다. 이때 상기 영상 처리부(200)는 LoG (Laplacian of Gaussian)를 이용한다. 상기 에지 영상과 ROI를 이용하여 블록 기반의 에지 분포를 분석하고 문턱치를 설정하여 장애물여부를 판단한다.

상기 영상 처리부는 외부 파라미터 세트와 운전자 관심영역 및 근접 장애물 검출을 이용하여 관심 영역내의 장애물 검출 거리를 계산한다. 또한, 상기 영상 처리부는 관심 영역을 적어도 1개 이상의 영역으로 분리하여, 운전자의 위험도가 증가하는 경우에 적어도 1개 이상의 경보를 판단한다.

이상과 같은 상기 영상 처리부(200)의 영상 처리 알고리즘(10)의 진행과정에서 나온 정보들인 ROI와 장애물의 거리 및 경보 유무중 적어도 1개 이상의 정보 또는 영상 정보 전달 인터페이스(100)을 통해 전달된 적어도 1개 이상의 영상 또는 차량 정보 수납 인터페이스(400)를 통하여 수납된 차량 정보를 정보 표시 인터페이스(300)를 통하여 표시할 수 있다. 또한 영상 처리 알고리즘(10)의 진행 과정에서 감지 거리 경보 유무 판단을 통해 적어도 1개 이상의 서로 다른 경보음을 청각 정보 전달 인터페이스(500)을 통하여 전달할 수 있다.

상기 운전자의 관심 영역(ROI)은 영상 파라미터 세트의 정보를 이용하여 입력 영상의 하단으로부터 픽셀 단위로 거리연산을 통해 설정하는데 예를 들어 가로폭은 차량나비의 1.5배, 세로폭은 2.5미터와 같은 식으로 설정할 수 있다.

상기 감지 거리 경보 유무 판단은 설정된 거리 및 영역내에 장애물이 감지되었을 때, 그 영역에 따라 적어도 1개 이상의 경보 종류를 설정할 수 있다. 이때 생성된 경보의 종류에 따라 예를 들어 미리 설정된 사이렌 경보음과 같은 적어도 1개 이상의 음향 또는 음성을 청각 정보 인터페이스(500)을 통해서 출력할 수 있다.

100: 영상 정보 전달 인터페이스
200: 영상 처리부
300: 정보 표시 인터페이스
400: 차량 정보 수납 인터페이스
500: 청각 정보 인터페이스