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KR101826626B1 - 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법 - Google Patents

헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법 Download PDF

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KR101826626B1
KR101826626B1 KR1020150155334A KR20150155334A KR101826626B1 KR 101826626 B1 KR101826626 B1 KR 101826626B1 KR 1020150155334 A KR1020150155334 A KR 1020150155334A KR 20150155334 A KR20150155334 A KR 20150155334A KR 101826626 B1 KR101826626 B1 KR 101826626B1
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marker
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금병직
오형석
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현대오트론 주식회사
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Abstract

본 발명은 헤드업 디스플레이부; 차선정보를 수집하는 차선정보 수집부, 차선정보 수집부에 의해 수집된 차선정보를 이용하여 차선을 인식하는 차선 인식부 및 헤드업 디스플레이부를 제어하여 차선 인식부에 의해 인식된 차선에 적어도 하나 이상의 마커를 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법{APPARATUS FOR DISPLAYING LANE OF HEAD UP DISPLAY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 전방의 차선을 인식하고 인식된 차선을 마커로 표시하는 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에 장착되는 사용자에 대한 정보 제공 장치는 운전자의 주의가 분산되어 사고 발생의 위험이 있다는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하는 정보 제공 장치로 헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD)가 있다. 헤드업 디스플레이는 운전자에게 제공되는 다양한 정보를 윈드 쉴드 상단에 표출할 수 있다. 이에 따라 운전자가 정보를 확인하기 위해 시선을 돌릴 필요가 없어 사고 발생의 위험을 방지할 수 있다는 장점이 있으나, 제공되는 정보들의 위치가 전방의 실제 영상의 위치와 일치하지 않고 일정한 위치에 표시되어 운전자에게 제공될 경우, 운전자가 표시된 정보를 인지하기 위하여 인지적 부하가 걸려 오히려 운전의 안전성과 편의성이 저하될 수 있다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 운전자의 시야를 바탕으로 전방에 위치한 실제 물체들의 영상과 헤드업 디스플레이에 표현되는 정보의 위치를 일치시키는 증강현실형 헤드업 디스플레이가 대두되고 있다. 증강현실형 헤드업 디스플레이는 가상 그래픽을 생성하여 운전자 전방의 실제 영상과 합성하여 표시함으로써, 운전자가 필요로 하는 정보가 운전자 전방의 실제 물체와 함께 표시되는 것처럼 운전자에게 인식될 수 있도록 할 수 있다.
이러한 종래의 헤드업 디스플레이는 차선을 실선으로 표시하는데 이 경우 운전자는 가이드 라인이 실제 도로면에 있는 듯한 느낌보다는 유리창에 떠 있는 듯한 느낌을 받게 된다. 즉, 운전자는 실제 도로면과 실선이 서로 떨어져 보여 이들 간에 이질감을 느끼게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0019083호(2015.02.25)의 '가상 차선 생성 시스템 및 그 방법'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따르면 본 발명의 목적은 차선을 인식하고 인식된 차선에 마커를 표시하여 마커를 통해 운전자에게 차선을 안내함과 더불어 차량의 주행정보에 따라 마커의 형태, 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 등을 변경하여 도로면과 마커 간의 이질감을 최소화시킨 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치는 헤드업 디스플레이부; 차선정보를 수집하는 차선정보 수집부; 상기 차선정보 수집부에 의해 수집된 차선정보를 이용하여 차선을 인식하는 차선 인식부; 및 상기 헤드업 디스플레이부를 제어하여 상기 차선 인식부에 의해 인식된 차선에 적어도 하나 이상의 마커를 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량의 주행정보를 수집하는 주행정보 수집부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 주행정보 수집부에 의해 수집된 상기 주행정보에 따라 상기 마커의 형태, 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 주행정보는 차량의 차속과 주행방향 및 조향각 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 차량의 차속 및 조향각 정보를 이용하여 차량의 변위를 계산하고 계산된 상기 변위에 따라 상기 마커의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량의 위치정보를 수집하는 위치정보 수집부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 위치정보 수집부를 통해 수집된 상기 위치정보를 토대로 상기 변위를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 방법은 차선정보 수집부가 차선정보를 수집하는 단계; 차선 인식부가 상기 차선정보 수집부에 의해 수집된 상기 차선정보를 이용하여 차선을 인식하는 단계; 및 제어부가 헤드업 디스플레이부를 제어하여 상기 차선 인식부에 의해 인식된 차선에 적어도 하나 이상의 마커를 표시하는 단계를 포함하는 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 차량의 주행정보에 따라 상기 마커의 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 주행정보는 차량의 차속과 주행방향 및 조향각 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 차량의 차속 및 조향각 정보를 이용하여 차량의 변위를 계산하고 계산된 상기 변위에 따라 상기 마커의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 차량의 위치정보를 이용하여 상기 변위를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법은 차선을 인식하고 인식된 차선에 마커를 표시하여 마커를 통해 운전자에게 차선을 안내함과 더불어 차량의 주행정보에 따라 마커의 형태, 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 등을 변경하여 도로면과 마커 간의 이질감을 최소화시킨다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 예를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 예를 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치는 차선정보 수집부(10), 차선 인식부(20), 주행정보 수집부(30), 헤드업 디스플레이부(40), 위치정보 수집부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.
차선정보 수집부(10)는 차량이 주행하는 차로의 차선(70)을 인식하는데 필요한 차선정보를 수집한다.
참고로, 본 실시예에서, 차선(70)은 자동차 도로에 주행 방향을 따라 일정한 간격으로 그어 놓은 선으로서, 차로와 차로를 구분하기 위해 그 경계 지점에 표시된다.
차로는 차량이 한 줄로 도로의 정하여진 부분을 통행하도록 차선(70)에 의하여 구분되는 차도의 부분을 의미한다. 현실적으로 차선(70)과 차로는 명확하게 구분되지 않고 혼용해서 사용되고 있지만, 편의상 본 실시예에서는 차량이 있는 위치를 차로로 기재하고 각 차로를 구분하는 선을 차선(70)으로 기재한다.
차선정보 수집부(10)로는 카메라, 라이다(Light Detection And Ranging;LIDAR) 센서, 초음파 거리 센서 및 적외선 거리 센서 등이 채용될 수 있다.
카메라는 차량 전방의 영상, 즉 운전자의 주시방향 또는 차량의 주행방향을 촬영하여 영상을 획득하는 것으로써, 복수 개가 구비될 수 있다.
카메라로는 디지털 이미지 센서, FIR(Far Infra Red) 카메라, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 카메라, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등이 채용될 수 있다. 참고로 상기 CMOS 카메라 또는 CCD 카메라는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득한다. 그리고 FIR 카메라는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영하여 영상을 획득한다.
라이다 센서는 레이저 펄스를 발사한 후 레이저 펄스가 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 반사체의 위치를 측정한다. 초음파 거리 센서는 초음파를 이용하여 전방 물체와의 거리를 감지하고, 적외선 거리 센서는 적외선을 이용하여 전방 물체와의 거리를 감지한다. 이러한 라이다 센서와 초음파 거리 센서 및 적외선 거리 센서는 차선(70) 뿐만 아니라 전방의 물체를 감지하는데에도 모두 이용될 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 차선정보 수집부(10)로 카메라, 라이다 센서, 초음파 거리 센서 및 적외선 거리 센서를 예시로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 차선정보를 획득하는 다양한 장치가 모두 포함될 수 있다.
차선 인식부(20)는 상기한 차선정보 수집부(10)에 의해 수집된 차선정보를 분석하여 차선(70)을 인식한다. 일 예로, 차선 인식부(20)는 카메라에서 촬영된 영상을 분석하여 그 휘도나 패턴 등을 토대로 차선(70)을 인식하거나, 라이다 센서로부터 차량의 전방 일정 거리의 센서값, 예를 들어 각도와 거리 등을 입력받고, 차선(70)의 명암 또는 두께를 이용하여 차선(70)을 인식할 수 있다.
아울러, 차선 인식부(20)는 카메라, 라이다 센서, 초음파 거리 센서 및 적외선 거리 센서로부터 입력된 차선정보 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하여 차선(70)을 인식할 수 있다.
헤드업 디스플레이부(40)는 운전자에게 여러 가지 편의 정보를 제공하는 것으로서, 제어부(60)의 제어신호에 응답하여 차량의 윈드 쉴드에 마커(80)를 표시한다. 즉, 헤드업 디스플레이부(40)는 운전자 전방의 실제 차선(70)에 마커(80)를 표시함으로써, 운전자는 운전자 전방의 차선(70)에 마커(80)가 표시되는 것처럼 인식하게 된다.
주행정보 수집부(30)는 차량의 주행정보를 수집한다. 차량의 주행정보에는 차량의 차속, 주행방향, 조향각 등이 포함될 수 있다. 여기서, 차량의 차속이나 주행방향, 조향각 등은 차량에 구비된 각종 센서류 등으로부터 수집될 수 있다. 일 예로, 차속은 차량의 휠속도를 이용하여 차속을 감지하는 속도 센서로부터 수집될 수 있고, 주행방향은 기어단의 위치를 감지하는 기어 센서로부터 수집될 수 있으며, 조향각은 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서로부터 수집될 수 있다.
위치정보 수집부(50)는 차량의 위치정보를 수집한다. 위치정보 수집부(50)는 GPS(Global Positioning System) 모듈이나 네비게이션 시스템, 가속도 센서 등으로부터 차량의 위치정보, 예를 들어 차량의 현재 위치 및 가속도 등을 수집한다.
여기서, GPS 모듈은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고 수신된 GPS 신호를 이용하여 차량의 현재 위치를 획득하고, 가속도 센서는 차량 주행시 차량 주행 방향으로의 가속도를 감지한다.
제어부(60)는 헤드업 디스플레이부(40)를 제어하여 차선 인식부(20)에 의해 인식된 차선(70)에 적어도 하나 이상의 마커(80)를 표시한다.
이 경우 제어부(60)는 야간이나 악천후 등과 같이 운전자가 차선(70)을 육안으로 인식하기 어려운 상황인 경우에, 차선 인식부(20)를 통해 차선(70)을 인식하고, 인식된 차선(70)에 마커(80)를 표시할 수 있다. 그러나 제어부(60)가 차선(70)을 육안으로 인식하기 어려운 상황인지 여부와 무관하게 마커(80)를 표시하는 것도 가능하다.
제어부(60)는 차선 인식부(20)에 의해 차선(70)이 인식되면, 차선(70)에 마커(80)를 표시한다. 이때, 제어부(60)는 주기적으로 차속 및 조향각 등을 이용하여 차량의 변위를 계산하고 계산된 변위에 따라 마커(80)의 위치를 이동시킨다. 일 예로, 차량이 우측으로 이동할 경우, 제어부(60)는 마커(80)를 좌측 즉 반대방향으로 차량이 이동한 거리만큼 이동시킴으로써 마커(80)를 차선(70)에 정확하게 표시한다.
이 경우, 제어부(60)는 도 2 에 도시된 바와 같이 주행정보 수집부(30)에 의해 차량의 주행정보에 따라 마커(80)의 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경함으로써, 도 2 에 도시된 바와 같이 주행방향에 대해 반대 방향으로 마커(80)가 이동하는 것과 같은 효과를 연출하는 등, 도로면과 차선(70)과의 이질감을 최소화시킨다.
일 예로, 제어부(60)는 차량의 주행방향 및 조향각 등에 따라 마커(80)의 위치가 곡률을 이루도록 표시하고, 차속이 증가할수록 마커(80)의 점멸 주기를 빠르게 하거나 색상을 변경하며, 차선(70)과 차량 간의 거리에 따라 마커(80)의 크기와 색상 등을 변경할 수 있다. 즉, 제어부(60)는 마커(80)의 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경함으로써, 운전자가 차속, 주행방향, 조향감 등을 인식할 수 있도록 하고, 도로면과 차선(70) 간의 이질감을 최소화한다.
더욱이, 제어부(60)는 상기한 바와 같이 차선(70)에 마커(80)를 표시하는 과정에서 위치정보 수집부(50)를 통해 수집된 차량의 현재 위치 및 가속도 중 어느 하나 이상을 이용하여 차량의 변위를 보정한다. 이에 따라 차량의 변위가 더욱 정확하게 측정될 수 있으므로, 제어부(60)는 마커(80)의 위치를 더욱 정확하게 이동시킬 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 방법을 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 방법의 순서도이다.
도 3 을 참조하면, 먼저 차선정보 수집부(10)는 차량이 주행하는 차로의 차선(70)을 인식하기 위한 차선정보를 수집한다(S10). 이 경우, 카메라는 운전자의 주시방향 또는 차량의 주행방향을 촬영하고, 라이다 센서는 레이저 펄스를 발사한 후 레이저 펄스가 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 반사체의 위치를 측정하며, 초음파 거리 센서는 초음파를 이용하여 전방 물체와의 거리를 감지하며, 적외선 거리 센서는 적외선을 이용하여 전방 물체와의 거리를 감지함으로써, 차선정보를 수집할 수 있다.
한편, 주행정보 수집부(30)는 차량의 차속, 주행방향, 조향각 등의 주행정보를 수집한다(S20). 여기서, 차량의 차속이나 주행방향, 조향각 등은 차량에 구비된 각종 센서류 등으로부터 수집될 수 있다.
또한, 위치정보 수집부(50)는 차량의 위치정보를 수집한다(S30). 즉, 위치정보 수집부(50)는 GPS 모듈이나 네비게이션 시스템, 가속도 센서 등으로부터 차량의 현재 위치 및 가속도 등의 위치정보를 수집한다.
아울러, 차선정보 수집부(10)에 의해 차선정보가 수집됨에 따라, 차선 인식부(20)는 차선정보를 분석하여 차선(70)을 인식한다(S40). 일 예로, 차선 인식부(20)는 카메라에서 촬영된 영상을 분석하여 그 휘도나 패턴 등을 토대로 차선(70)을 인식하거나, 라이다 센서로부터 차량의 전방 일정 거리의 센서값을 입력받고, 차선(70)의 명암 또는 두께를 이용하여 차선(70)을 인식할 수 있다.
이어 제어부(60)는 헤드업 디스플레이부(40)를 제어하여 차선 인식부(20)에 의해 인식된 차선(70)에 적어도 하나 이상의 마커(80)를 표시한다(S50).
이 경우, 제어부(60)는 주행정보 수집부(30)에 의해 차량의 주행정보에 따라 마커(80)의 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경하여 도로면과 차선(70)과의 이질감을 최소화시킨다.
또한, 제어부(60)는 주행정보 수집부(30)에 의해 수집된 차속 및 조향각 등을 이용하여 차량의 변위를 계산하고 계산된 변위에 따라 마커(80)의 위치를 이동시키며, 이때 위치정보 수집부(50)를 통해 수집된 차량의 현재 위치 및 가속도 중 어느 하나 이상을 이용하여 차량의 변위를 보정함으로써, 마커(80)의 위치가 더욱 정확하게 이동될 수 있도록 한다.
참고로, 도 3 에서 차선 정보 수집(S10)과 주행 정보 수집(S20) 및 위치 정보 수집(S30) 후 차선을 인식(S40)하고, 인식된 차선에 마커를 표시(S50)하는 순서로 설명하였으나, 상기한 순서는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서, 상기한 각 단계(S10~S50)는 도시된 순서와 무관하게 동시 또는 연속적으로 이루어질 수 있음은 당연하다할 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치 및 방법은 차선(70)을 인식하고 인식된 차선(70)에 마커(80)를 표시하여 마커(80)를 통해 운전자에게 차선(70)을 안내함과 더불어 차량의 주행정보에 따라 마커(80)의 형태, 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 등을 변경하여 도로면과 마커(80) 간의 이질감을 최소화시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 차선정보 수집부
20: 차선 인식부
30: 주행정보 수집부
40: 헤드업 디스플레이부
50: 위치정보 수집부
60: 제어부
70: 차선
80: 마커

Claims (10)

  1. 헤드업 디스플레이부;
    차선정보를 수집하는 차선정보 수집부;
    상기 차선정보 수집부에 의해 수집된 차선정보를 이용하여 차선을 인식하는 차선 인식부;
    차량의 주행정보를 수집하는 주행정보 수집부; 및
    상기 헤드업 디스플레이부를 제어하여 상기 차선 인식부에 의해 인식된 차선에 적어도 하나 이상의 마커를 표시하고, 상기 주행정보 수집부에 의해 수집된 차량의 주행정보를 토대로 상기 마커를 차선을 따라서 변경시키는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 차량의 차속 및 조향각 정보를 이용하여 차량의 변위를 계산하고 계산된 상기 변위에 따라 상기 마커의 위치를 이동시키며,
    차량의 위치정보를 수집하는 위치정보 수집부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 위치정보 수집부를 통해 수집된 상기 위치정보를 토대로 상기 변위를 보정하며,
    상기 제어부는 상기 주행정보 수집부에 의해 수집된 상기 주행정보에 따라 상기 마커의 형태, 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경하되, 상기 마커가 주행방향에 대해 반대 방향으로 이동하는 것과 같은 효과를 연출하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 주행정보는 차량의 차속과 주행방향 및 조향각 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 차선 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 차선정보 수집부가 차선정보를 수집하는 단계;
    차선 인식부가 상기 차선정보 수집부에 의해 수집된 상기 차선정보를 이용하여 차선을 인식하는 단계; 및
    제어부가 헤드업 디스플레이부를 제어하여 상기 차선 인식부에 의해 인식된 차선에 적어도 하나 이상의 마커를 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 차량의 주행정보를 토대로 상기 마커를 차선을 따라서 변경시키며,
    상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 차량의 차속 및 조향각 정보를 이용하여 차량의 변위를 계산하고 계산된 상기 변위에 따라 상기 마커의 위치를 이동시키며,
    상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 차량의 위치정보를 이용하여 상기 변위를 보정하며,
    상기 마커를 표시하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 주행정보에 따라 상기 마커의 점멸 주기, 색상, 위치 및 간격 중 적어도 하나 이상을 변경하되, 상기 마커가 주행방향에 대해 반대 방향으로 이동하는 것과 같은 효과를 연출하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 차선 표시 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 주행정보는 차량의 차속과 주행방향 및 조향각 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 차선 표시 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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