초록 ▼

1. 최종목표
USB-DVR 영상입력장치를 이용하여 어린이 수송용 차량의 전 • 후 • 좌 • 우에 장착된 카메라를 통해 수집된 데이터를 실시간으로 Car-PC로 전송하여, 차량 주변 영상정보를 운전자가 한 눈에 확인할 수 있도록 디스플레이함으로써 어린이 승하차시에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 지원하는 시야 범위를 조절 가능한 어라운드 뷰 시스템을 개발한다.
2. 개발내용 및 결과
USB-DVR 영상입력장치를 이용한 Car-PC 기반 시야 범위를 선택하는 어라운드뷰 기능을 개발하기 위해 다음과 같

1. 최종목표
USB-DVR 영상입력장치를 이용하여 어린이 수송용 차량의 전 • 후 • 좌 • 우에 장착된 카메라를 통해 수집된 데이터를 실시간으로 Car-PC로 전송하여, 차량 주변 영상정보를 운전자가 한 눈에 확인할 수 있도록 디스플레이함으로써 어린이 승하차시에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 지원하는 시야 범위를 조절 가능한 어라운드 뷰 시스템을 개발한다.
2. 개발내용 및 결과
USB-DVR 영상입력장치를 이용한 Car-PC 기반 시야 범위를 선택하는 어라운드뷰 기능을 개발하기 위해 다음과 같이 5개 항목으로 나누어 개발함
◦ 4ch 실시간 영상 입력 및 Car-PC로의 영상 전송 기능을 하는 USB-DVR 개발
- 차량의 전 • 후 • 좌 • 우에 각각 1개씩 배치되어 있는 카메라로부터 영상을 입력받아 Car-PC로 전달하는 역할을 담당한다. 또한 영상의 해상도를 720x480으로 조절한다.
◦ 사용자 인터페이스 개발
- DVR을 통해 4채널의 영상 데이터를 수신하여 영상처리를 거친 후 어라운드뷰 영상을 구성하여 모니터에 출력하는 역할을 담당한다. 또한 FPS(Frame Per Second)를 조절하며 지정된 Look-up 테이블에 해당하는 시야 범위의 어라운드뷰 영상을 출력한다.
◦ Calibration 및 영상 왜곡 보정 알고리즘 개발
- 광각 카메라를 통하여 획득된 영상은 영상의 중심에서부터 멀어질수록 심해지는 방사 왜곡을 가지므로 방사 왜곡을 보정하여 정확한 영상정합이 이루어지도록 하는 알고리즘 개발함
◦ 자동 호모그래피 알고리즘 개발
- 왜곡이 보정된 영상을 이용하여 정합을 하기 위해서는 원근 효과를 제거하여 평면상에 마치 사람이 하늘 위에서 땅을 보는 것과 같은 효과를 주어, 영상정합을 위한 호모그래피 영상을 획득해야하는데, 본 과제에서는 그리드 팬턴 인식을 이용해 이 과정을 자동화함
◦ 영상 정합 알고리즘 및 시야 범위 선택 기능 개발
- 호모그래피 영상 획득 단계에서 다양한 시야 시야 범위에 대한 영상을 획득하고 각 시야 범위 별로 정합된 결과를 Look-up 테이블로 만들어 저장한 후, 운전자가 지정한 시야범위에 해당하는 Look-up 테이블을 이용하여 해당 시야 범위의 정합 영상을 출력하는 기능 제공
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
- 개발된 시스템은 어린이 승하차 시 차량 주변 상황을 한눈에 볼 수 있어 안전이 확보되었을 때만 어린이를 승하차 시킬 수 있다는 장점이 있음
- 어라운드뷰 영상 보정 및 정합 작업시 수작업이 필요한 부분을 그리드 패턴 영상의 인식을 통해 자동화하여 어라운드뷰 모듈의 설치 작업을 효율적으로 수행하도록 지원함
- 기존의 제품들은 차량 주변의 이미지가 1.5m 정도의 시야만 확보가 가능하지만, 본 과제에서 개발된 시스템은 3~4m 정도의 넓은 시야의 확보가 가능하고, 시야 범위 선택이 가능함
◦ 경제적 성과
- 2015년 카메라와 영상처리 모듈을 일체화한 임베디드 어라운드뷰 시스템 출시 진행
=> 800천원(시스템 단가) * 1,000대(수량)=800,000천원
* 현재 개발한 어라운드뷰 시스템은 저가형 USB-DVR과 Car-PC를 기반으로 하고 있으나, 2015년 상용화에서는 카메라와 영상처리 모듈을 일체화(stand-alone)하여 생산단가를 최소화할 예정
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 참여업체인 코텍은 전장개발 전문업체로서 인력을 충원하여 본 개발 아이템을 상용화할 예정
- 사업화가 진행되면 다수의 연구개발인력, 생산인력, 어라운드뷰시스템 장착 기술자, 유통인력 등의 고용이 있을 것으로 기대됨
- 본 과제에서 개발한 어라운드뷰 시스템은 선도적인 기술로서, 자동차 안전편의에 많은 도움을 주고, 어라운드뷰 시스템 확산에 많이 기여할 것으로 기대됨
4. 기술개발결과 활용계획
◦ 1차적으로는 저가형 Car-PC, 영상 입력장치인 USB-DVR, 시중 카메라 등의 H/W 플랫폼을 이용하여 제품화하고 시장의 반응을 조사한 후, 2차적으로 시장 가능성이 높을 경우 H/W 플랫폼을 stand-alone 형태로 구성하여 생산 단가를 낮추어 유통함
◦ 어린이 수송용 승합차에서 어린이가 승하차할 때 차량의 사방을 디스플레이를 통하여 한 눈에 모니터링하여 어린이의 승하차시에 안전이 확보된 다음에만 운전자가 어린이를 승하차시킬 수 있도록 지원하는 어린이 안전 승하차를 위한 용도로 활용
◦ 사방 감시 시스템은 어린이의 안전 승하차를 위해 많은 도움이 될 것으로 유치원 관계자들이 인식(설문조사 결과)하고 있으므로 정부기관과 협조하여 어린이의 안전 승하차를 위한 장치로 사방 감시시스템의 장착을 권고 또는 의무화하는 규정을 신설하여 장착을 유도함
◦ 본 연구에서 개발된 기술을 비전시스템에 다양하게 응용하여 안전 편의 시스템 구축에 활용
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 본 과제는 보안과제 관리 규정에 해당 사항이 없음.
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원
등록 실적
- 개발 기술의 임치
최종보고 발표 이전에 중소기업산학협력센터를 통해 개발 기술을 관계 부처에 임치할 예정임
- 특허 출원· 등록 실적
(1) 특허 : 그리드 패턴의 자동인식을 이용한 어라운드뷰 모니터링 시스템 및 방법
(출원번호 : 10-2014-0023546, 출원일 : 2014.02.27)
(2) 프로그램 등록 : 그리드 검출을 이용한 자동호모그래피 변환 프로그램
(등록번호 : C-2014-013220, 창작일 : 2014.05.30., 등록일 : 2014.06.10.)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 개발결과의견서 ... 2
• 최종보고 요약서 ... 3
• 목차 ... 5
• 그림 목차 ... 7
• 표 목차 ... 9
• 제 1 장 서론 ... 10
• 제 1 절 기술 개발의 개요 ... 10
• 1.1 개발 대상 기술(또는 제품)의 개요 ... 10
• 1.2 기술(또는 제품)개발의 필요성 및 중요성 ... 10
• 1.3 기술(또는 제품)개발시 예상효과 및 활용방안 ... 12
• 1.4 국내 • 외 관련 기술의 현황 ... 12
• 1.5 국내 • 외 시장 현황 ... 15
• 1.6 기술개발 차별화 및 선행특허 회피 전략 ... 17
• 제 2 절 기술 개발의 목표 ... 18
• 2.1 개발목표 ... 18
• 2.2 개발내용 및 범위 ... 20
• 2.3 기술개발(또는 제품)의 평가방법 및 평가항목 ... 22
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 23
• 제 1 절 USB-DVR를 이용한 어라운드뷰 시스템의 개요 ... 23
• 1.1 Around View 시스템 ... 23
• 1.2 USB-DVR를 이용한 어라운드뷰 시스템의 전체 구조 ... 23
• 1.3 USB-DVR를 이용한 어라운드뷰 시스템의 기능을 위한 상호 작용 ... 24
• 1.4 USB-DVR를 이용한 어라운드뷰 시스템의 요소 기술 ... 25
• 제 2 절 영상 입출력 H/W 플랫폼 개발 ... 26
• 2.1 플랫폼 구성 ... 26
• 2.2 USB-DVR 개발 ... 28
• 제 3 절 영상 작업환경 구성 ... 29
• 3.1 개발 환경 ... 29
• 3.2 Calibration 환경 구성 및 개발 ... 29
• 3.3 User Interface 개발 ... 33
• 제 4 절 영상 왜곡보정 및 정합 알고리즘 개발 ... 35
• 4.1 영상 왜곡 보정 알고리즘 개발 ... 35
• 4.2 영상 정합 알고리즘 개발 ... 37
• 제 5 절 자동 호모그래피 알고리즘 개발 ... 39
• 5.1 Edge Detection ... 40
• 5.2 Line Detection ... 40
• 5.3 Point Detection ... 41
• 5.4 Real Point ... 41
• 5.4 자동 호모그래피 알고리즘 ... 42
• 제 6 절 시야범위를 선택하는 어라운드 뷰 영상 출력 기능 구현 ... 44
• 6.1 시야범위를 선택하는 어라운드뷰 영상 출력 기능 ... 44
• 6.2 Look-Up 테이블 생성 과정 ... 44
• 6.3 어라운드뷰 범위 지정 과정 ... 45
• 6.4 시야범위를 선택하는 어라운드뷰 영상 출력 결과 ... 46
• 제 7 절 어린이 안전 승하차를 위한 사방 감시 시스템 전체 구성도 ... 47
• □ 전체 시스템 구성도 ... 47
• 제 3 장 사업성과 ... 48
• 제 1 절 기술적 성과 ... 48
• 제 2 절 경제적 성과 ... 48
• 제 3 절 기타 성과 ... 49
• 제 4 장 결론 ... 50
• □ 본 연구개발의 의의 ... 50
• □ 향후 계획 ... 50
• ※ 부 록 ... 51
• 1. DVR 회로도 ... 52
• 2. 광각 카메라 회로도 ... 57
• 끝페이지 ... 66