KR20130003902A - 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템 및 차량에 구비된 복수의 촬영 장치와 ａｖｍ 장치 간의 네트워크 연동 방법 - Google Patents

이더넷 기반의 차량용 전자 시스템 및 차량에 구비된 복수의 촬영 장치와 ａｖｍ 장치 간의 네트워크 연동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 구비된 복수의 촬영 수단과 AVM(Around View Monitoring) 장치가 디지털 통신 방식 중에 하나인 이더넷 통신 방식에 따라 데이터 통신을 수행함으로써, AVM 장치와 복수의 촬영 수단을 연결하는 전송 라인의 수를 최소화하는 네트워크 루프를 형성하게 된다. 많은 수의 전송 라인에 따른 시스템 중량의 최소화함으로써, 궁극적으로 차량 중량의 감소시켜 연비개선을 달성할 수 있으며, 또한 상기 AVM 장치가 이더넷 통신 방식에 따라 노이즈에 강인한 디지털화된 영상 정보를 수신함으로써, 화질이 개선된 차량의 주변 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.

Description

이더넷 기반의 차량용 전자 시스템 및 차량에 구비된 복수의 촬영 장치와 ＡＶＭ 장치 간의 네트워크 연동 방법{Electronic system for a vehicle based on ethernet and method for interconnecting plural photographing apparatus and AVM apparatus in the vehicle}
본 발명은 차량용 전자 시스템에 관한 것으로서, 어라운드 뷰 모니터링 장치(Around view monitoring: AVM)를 구비한 차량용 전자 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 그 운전 성능 개선뿐만 아니라, 안전에 필요한 다양한 전자 시스템들을 탑재함으로써, 운전자의 편의 및 안전운전을 도모하고 있다.
이러한 전자 시스템들 중 하나인 후방 감지 시스템은 차량이 대형화되고, 갈수록 도로가 복잡해짐에 따라, 차량의 후진시 운전자들이 겪는 어려움을 해소하기 위하여 다양한 후방 감지 기능을 제공한다.
최근에는 후방뿐만 아니라, 자동차의 전방, 좌측 및 우측에 카메라가 장착되어 운전자가 주차 또는 주행시에 전후좌우를 모두 확인할 뿐만 아니라 차량의 조향 방향과 연동하여, 차량의 주변 상황을 운전자에게 보여주는 시스템이 개발되고 있다. 특히 차량의 조향 방향과 연동하여, 차량의 주변 상황을 운전자에게 보여주는 시스템을 어라운드 뷰 모니터링(Around view monitoring: AVM) 시스템(AVM apparatus)이라 한다.
그런데, 기존의 AVM system은 차량에 장착된 복수의 카메라로부터 영상 정보를 각각 수신하므로, 최소한 차량에 장착된 카메라의 개수 이상의 전송 라인들의 설계가 불가피하다. 이러한 많은 수의 전송 라인은 시스템 구현시 많은 비용이 요구되며, 시스템 전체 중량을 증가시키는 문제점을 초래한다.
또한 기존의 AVM system은 복수의 카메라부터 아날로그 형태의 영상 정보를 수신한다. 이러한 아날로그 형태의 영상 정보는 외부 노이즈에 매우 취약한 문제점 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량에 구비된 복수의 촬상 수단과 AVM 장치를 연결하는 전송 라인의 수를 줄이고, 외부 노이즈에 강인한 영상 정보를 상기 AVM system으로 전달함으로써, 우수한 영상 품질을 운전자에게 제공할 수 있는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 차량용 전자 시스템에 구비된 복수의 촬영 수단과 상기 AVM시스템 간의 네트워크 연동 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템은, 차량의 주변 상황을 촬영한 영상 데이터를 디지털화된 영상 데이터 패킷을 각각 출력하는 복수의 촬영 수단 및 이더넷 통신 방식에 따라 상기 복수의 촬영 수단으로부터 상기 디지털화된 영상 데이터를 수신하고, 수신된 상기 디지털화된 영상 데이터를 이용하여 상기 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 제공하는 어라운드 뷰 모니터링 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 차량에 구비된 복수의 촬영 장치와 ＡＶＭ 장치 간의 네트워크 연동 방법은, 차량에 설치된 복수의 촬영 수단을 통해 차량의 주변 상황을 촬영한 영상 데이터를 디지털화된 영상 데이터 패킷을 수집하는 단계와, 상기 수집된 디지털화된 영상 데이터 패킷을 이더넷 통신 방식에 따라 어라운드 뷰 모니터링 장치로 송신하는 단계 및 상기 어라운드 뷰 모니터링 장치가 수신된 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷을 이용하여 상기 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 차량에 구비된 복수의 촬영 수단과 AVM(Around View Monitoring) 장치가 디지털 통신 방식 중에 하나인 이더넷 통신 방식에 따라 데이터 통신을 수행함으로써, AVM 장치와 복수의 촬영 수단을 연결하는 전송 라인의 수를 최소화하는 네트워크 루프를 형성하게 된다. 많은 수의 전송 라인에 따른 시스템 중량의 최소화함으로써, 궁극적으로 차량 중량의 감소시켜 연비개선을 달성할 수 있다.
또한 상기 AVM 장치가 이더넷 통신 방식에 따라 노이즈에 강인한 디지털화된 영상 정보를 수신함으로써, 화질이 개선된 차량의 주변 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템을 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 촬영 수단과 AVM 장치의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 복수의 촬영 수단과 AVM 장치 간의 네트워크 루프의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 복수의 촬영 수단과 AVM 장치 간의 네트워크 루프의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
본 발명에서는, 차량에 구비된 복수의 촬영 수단과 AVM 장치 간의 네트워크 연동 방법이 개시된다. 구체적으로 본 발명에서는, 복수의 촬영 수단으로부터의 영상 정보들이 다수의 전송 라인을 통해 상기 AVM 장치에 송신되는 기존과는 달리 디지털 통신 방식 중 하나인 이더넷 통신 방식을 이용하여 상기 전송 라인의 개수를 최소화할 수 있는 네트워크 연동 방법이 개시된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템을 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템(100)은 차량의 소정 위치에 설치된 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)과 상기 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)과 디지털 통신 방식 중에 하나인 이더넷 통신 방식에 따라 데이터 통신하는 AVM 장치(160)를 포함한다. 또한 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전자 시스템(100)에서는 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)과 상기 AVM 장치(160)가 이더넷 통신을 수행하기 위해, 이더넷 스위치(150)를 통해 상기 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)이 상기 AVM 장치(160)와 통신 연결되는 스타(star) 토폴로지(topology)의 네트워크 루프를 형성한다.
복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)은 상기 차량의 전,후,좌,우의 주변 상황을 촬영한 영상 정보를 수집한다. 이러한 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)은 차량의 주변 상황을 촬영하기 위하여, 도어, 트렁크, 본네트, 좌,우 사이드 미러 등과 같은 차체에 위치하는 것이 바람직하지만, 이러한 위치에 한정되는 것은 아니며, 차량의 주변 상황을 효과적으로 촬영할 수 있는 위치라면 그 설치 위치는 제한되지 않는다. 또한 상기 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140)은 아날로그 형태의 영상 정보를 출력하는 기존과는 달리 상기 AVM 장치(160)와 이더넷 통신을 수행하기 위해 수집된 영상 정보를 디지털화된 영상 데이터 패킷으로 변환하여 상기 AVM 장치(160)에 송신한다.
AVM 장치(160)는 상기 이더넷 스위치(150)를 통해 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷을 수신하고, 수신된 상기 디지털화된 영상 패킷을 이용하여 상기 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 제공하는 AVM 장치(160)를 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 촬영 수단과 AVM 장치의 내부 구성을 보여주는 블록도이다. 여기서, 도 1에 도시된 복수의 촬영 수단(110, 120, 130, 140) 각각은 동일한 구성 및 기능을 가지므로, 하나의 촬영 수단에 대한 설명으로 나머지 촬영 수단에 대한 설명을 대신한다. 따라서, 도 2에서는 도 1에 도시된 AVM 장치(160)와 통신 연결된 하나의 촬영 수단(110)의 내부 구성만이 도시된다.
도 2를 참조하면, 먼저, 촬영 수단(110)은 카메라부(110A), 데이터 처리부(110B), 송신측 이더넷 제어부(110C) 및 송신기(110D)를 포함한다.
카메라부(110A)는 차량의 주변 상황을 촬영한 영상 데이터를 수집하는 구성으로서, 렌즈와 상기 렌즈를 통해 전달되는 광 정보를 촬영 수단에 내부에서 처리 가능한 영상 정보로 변환한다.
데이터 처리부(110B)는 상기 카메라부(110A로부터의 영상 정보를 디지털화된 영상 데이터로 변환하고, 디지털화된 영상 데이터를 높은 대역폭으로 전송하기 위해 압축변환한다.
송신측 이더넷 제어부(110C)는 압축변환된 상기 디지털화된 영상 데이터를 이더넷 프로토콜에 따라 표현된 디지털화된 영상 데이터 패킷으로 변환하는 구성으로서, 이를 위해, MAC(medium access control; 매체 접속 제어) 모듈과 PHY 모듈을 포함할 수 있다. MAC 모듈은 이더넷 미디어(Ethernet Media)를 제어하기 위한 제어 장치로서, 데이터 링크 계층의 조작을 가능하게 하고, 호스트(106)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 헤더(header)를 첨부할 수 있으며, 그렇지 않으면 네트워크를 통한 라우팅(routing)을 위해 데이터를 패킷화(packetize)할 수 있고, 이 데이터를 PHY 모듈로 전달할 수 있다. 또한 MAC 모듈은 PHY 모듈로부터 비트들을 수신할 수 있고, 이 비트들을 패킷들로 재조합(reassemble)할 수 있으며, 이 패킷들을 AMP 장치(160)로 통신할 수도 있다. 또한 MAC 모듈은 일례로서 IEEE 802.3 표준에 기초하여 이더넷 프로토콜을 구현하도록 설정될 수 있다. PHY 모듈은 다수의 동작 기능 중 하나의 동작 기능인 디지털화된 영상 데이터 패킷을 물리적인 전기 신호로 변환하는 구성으로서, 물리적 매체 상에서 물리적 계층 심볼들을 송신 및 수신하는 다양한 논리, 회로, 코드 등을 포함할 수 있다. 이러한 PHY 모듈은 상기 MAC 모듈로부터 디지털화된 영상 데이터 패킷을 수신하고, 이 디지털화된 영상 데이터 패킷을 하나 또는 그 이상의 물리적 계층 심볼들로 변환할 수 있으며, 이 심볼을 물리적 매체로 인가(impress)할 수 있다. 또한 PHY모듈은 물리적 계층 심볼들을 수신하고, 이 심볼들에 의해 표현되는 데이터 비트들을 검출하도록 이 심볼들을 처리할 수 있고, 이 데이터 비트들을 MAC 모듈로 전달할 수 있다. PHY 모듈은 구리, 광 섬유, 및/또는 백플레인(backplane)과 같은 다양한 물리적 매체 중 하나 또는 그 이상과 액세스할 수 있다.
송신기(110D)는 상기 MAC 모듈에 의해 변환된 물리적 전기 신호를 이더넷 스위치(150)로 전달한다.
이더넷 스위치(150)는 전달받은 물리적 전기 신호를 UTP와 같은 하나의 케이블(155)을 통해 AMP 장치(160)로 전달하는 구성으로서, 다른 촬영 수단에서 송신되는 신호에 간섭되지 않도록 적절한 스위칭, 라우팅, 브리지 등과 같은 네트워크 경로를 제어한다. 결과적으로, AMP 장치(160)의 입장에서는 차량에 설치된 촬영 수단의 개수에 무관하게 하나의 케이블을 통해 각 촬영 수단으로부터 영상 데이터 패킷을 수신함으로써, 전송 라인의 수를 획기적으로 줄일 수 있다.
이하, 촬영 수단(110)과 이더넷 통신하는 AVM 시스템(160)은 수신기(160A), 수신측 이더넷 제어부(160B), 영상 처리부(160C) 및 표시부(160D)를 포함한다.
수신기(160A)는 이더넷 스위치(150)를 통해 수신한 물리적 전기 신호를 수신하여 이를 수신측 이더넷 제어부(160B)로 전달한다.
수신측 이더넷 제어부(160B)는 수신기를 통해 전달받은 물리적 전기 신호를 이더넷 프로토콜에 의한 규정에 따라 해석하여 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷을 추출하고, 추출된 디지털화된 영상 데이터 패킷으로부터 영상 데이터를 복원한다.
영상 처리부(160C)는 상기 영상 데이터를 상기 표시부에 처리가능한 데이터로 변환하고, 표시부(160D)는 상기 영상 데이터에 따라 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 사용자에게 제공한다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 복수의 촬영 수단과 AVM 장치 간의 네트워크 루프의 다른 실시예들을 보여주는 도면이다.
도 3의 네트워크 루프는 스타 방식의 토폴로지를 형성하는 도 1의 경우와는 달리 데이지 체인(daisy chain) 방식의 토폴로지를 구성한 예로서, 이 경우, 케이블 구성이 용이하며, 각 구성 모듈(110, 120, 130, 140, 160) 간 직접 통신이 가능하고, 용이한 확장성을 제공한다. 도 3의 경우에서는 이더넷 스위치의 기능이 각 구성 모듈(110, 120, 130, 140, 160)에 탑재될 수 있으며, 각 구성 모듈은 2개의 이더넷 포트가 설계된다.
도 4의 네트워크 루프는 링(Ring) 방식의 토폴로지를 구성한 예로서, 이 경우, 이중화된 케이블 연결구조를 가짐으로써, 도 1 및 도 3의 경우에 비해 AMP 장치에 직접 연결되는 케이블 수가 다소 증가할 수 있겠지만, 트래픽 분산 처리가 가능하고, 또한 용이한 확장성을 제공할 수 있는 이점이 있다. 이 경우도 도 3의 경우와 유사하게 각 구성모듈(110, 120, 130, 140, 160)이 이더넷 스위칭 기능을 수행하도록 설계되며, 각각 2개의 이더넷 포트가 설계된다. 추가적으로, 링 관리 프로토콜이 추가될 수 있다.
스타 방식, 데이티 체인 방식, 링 방식 중 어떠한 방식의 토폴로지를 구성할지라도 기존의 전송라인 수를 절감할 수 있는 효과를 제공하며, 차량 내 다른 네트워크 설계구조를 고려하여 설계자에 적절하게 선택될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 차량에 구비된 복수의 촬영 수단과 AVM(Around View Monitoring) 장치가 디지털 통신 방식 중에 하나인 이더넷 통신 방식에 따라 데이터 통신을 수행함으로써, AVM 장치와 복수의 촬영 수단을 연결하는 전송 라인의 수를 최소화하는 네트워크 루프를 형성하게 된다. 많은 수의 전송 라인에 따른 시스템 중량의 최소화함으로써, 궁극적으로 차량 중량의 감소시켜 연비개선을 달성할 수 있으며, 또한 상기 AVM 장치가 이더넷 통신 방식에 따라 노이즈에 강인한 디지털화된 영상 정보를 수신함으로써, 화질이 개선된 차량의 주변 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 차량의 주변 상황을 촬영한 영상 데이터를 디지털화된 영상 데이터 패킷을 각각 출력하는 복수의 촬영 수단; 및
    이더넷 통신 방식에 따라 상기 복수의 촬영 수단으로부터 상기 디지털화된 영상 데이터를 수신하고, 수신된 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷을 이용하여 상기 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 제공하는 어라운드 뷰 모니터링 장치;
    을 포함하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 촬영 수단 각각은,
    상기 주변 상황을 촬영한 영상 데이터를 수집하는 카메라부;
    상기 수집된 영상 데이터를 디지털화하는 데이터 처리부; 및
    상기 디지털화된 영상 데이터를 이더넷 프로토콜에 따라 표현된 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷으로 변환하여, 상기 AVM 장치로 제공하는 송신측 이더넷 제어부;
    를 포함하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템은,
    상기 송신측 이더넷 제어부로부터 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷을 수신하고, 상기 이더넷 프로토콜에 따라 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷으로부터 상기 영상 데이터를 복원하는 수신측 이더넷 제어부; 및
    상기 영상 데이터에 따라 상기 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 표시하는 표시부;
    를 포함하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템은,
    상기 복수의 촬영 수단과 버스 토폴로지, 스타 토폴로지, 데이지 체인 토폴로지 및 링 토폴로지 중 어느 하나로 네트워크 루프를 형성하여, 상기 복수의 촬영 수단과 상기 이더넷 통신 방식에 따라 통신하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템이 상기 복수의 촬영 수단과 상기 스타 토폴로지 방식으로 네트워크 루프를 형성하는 경우,
    상기 복수의 촬영 수단은 이더넷 스위치, 이더넷 브릿지, 이더넷 라우터를 포함하는 노드를 통해 상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템과 통신하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템이 상기 복수의 촬영 수단과 데이지 체인 토폴로지 및 링 토폴로지 중 어느 하나의 방식으로 네트워크 루프를 형성하는 경우,
    상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템과 상기 복수의 촬영 수단 각각은,
    이더넷 스위칭 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 어라운드 뷰 모니터링 시스템과 상기 복수의 촬영 수단 각각은,
    2개의 이더넷 포트를 갖는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 차량용 전자 시스템.
  8. 차량에 설치된 복수의 촬영 수단을 통해 차량의 주변 상황을 촬영한 영상 데이터를 디지털화된 영상 데이터 패킷을 수집하는 단계;
    상기 수집된 디지털화된 영상 데이터 패킷을 이더넷 통신 방식에 따라 어라운드 뷰 모니터링 장치로 송신하는 단계; 및
    상기 어라운드 뷰 모니터링 장치가 수신된 상기 디지털화된 영상 데이터 패킷을 이용하여 상기 차량의 조향 방향과 연동하는 차량의 주변 영상을 제공하는 단계;
    를 포함하는 차량에 구비된 촬영 장치와 ＡＶＭ 장치 간의 네트워크 연동 방법.
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