터널 진입 시 밝기 조절 가능한 자동차 카메라 노출 제어 기술

발명의 배경과 필요성

기술의 배경과 문제점

• 자동차는 주행 중 전방, 후방, 측방 등을 촬영하기 위해 카메라를 사용함.
• 촬영한 영상을 통해 인접한 객체, 주행 차선, 도로 표지판, 안내판 등을 인식하고 충돌을 회피하는데 사용됨.
• 터널에 진입하거나 나올 때 카메라 노출 설정이 적절히 변경되지 않아 일시적으로 영상이 정상 촬영되지 않는 문제점이 발생함.
• 급격한 밝기 변화에 대응하지 못하여 터널 진입 시에는 영상이 너무 어둡게, 터널에서 나올 때는 영상이 너무 밝게 촬영될 수 있음.
• 이 문제는 충돌 회피, 경고 시스템, 블랙박스 데이터의 신뢰성을 떨어뜨림.
• 따라서 터널과 같은 환경에서 밝기 변화를 자동으로 제어할 수 있는 카메라 노출 제어 장치가 필요함.

기술의 필요성

• 기존의 유리나 안경의 밝기 조절 방식은 직접적으로 카메라 노출을 조정하지 못해 한계가 있음.
• 밝기 변화가 큰 환경에서도 정확한 객체 인식과 충돌 회피를 위해서는 카메라 노출을 자동으로 제어할 필요가 있음.
• 정확한 영상 촬영을 통해 운전 안전성을 향상시키고 블랙박스의 사고 증적 자료로 활용할 수 있음.

구현방법

기술의 원리

• 본 발명은 자동차의 터널 진입 및 진출 시 밝기 변화에 따라 카메라 노출을 자동으로 조정하는 기술임.
• 자동차의 현재 위치, 주행 속도, 터널의 정보 등을 실시간으로 이용하여 카메라의 노출을 제어함.
• 영상 인식 부를 통해 터널을 감지하며, 조리개, ISO, 셔터 스피드 등을 조절하여 노출을 변경함.

구체적인 구현 방법

• 터널 진입 시 현재 위치와 주행 속도를 기반으로 진입 시점을 산출함.
• 터널 감지 시 카메라의 조리개를 열어 노출을 증가시킴. 터널 진출 시점에서는 조리개를 닫아 노출을 감소시킴.
• 영상 인식 부는 반구 형태의 터널 외곽선과 내부 명암을 분석하여 터널의 입구와 출구를 감지함.
• 주행 차로와 명암 변화 지점을 통해 터널 위치를 판별함.

기술의 장점

• 터널의 진입 및 진출 시점에서 카메라 노출을 자동으로 제어하여 밝기 변화에 대응함.
• 급격한 밝기변화에도 식별 가능한 영상을 정상적으로 촬영할 수 있음.
• 위치 기반 터널 정보를 활용하여 터널 내부에서도 정확하게 터널 진출 시점을 판단할 수 있음.
• 운전자의 시야 확보와 사고 예방에 효과적이며, 블랙박스 영상의 품질을 유지함.

발명의 활용 방안

적용 가능한 분야

• 자율주행차나 고급 차량의 안전 시스템에 적용 가능함.
• 블랙박스 시스템에서도 활용할 수 있어, 사고 시의 증거 자료로 유용함.
• 터널이 많은 도로 환경이나 밝기 변화가 큰 주행 환경에 적합하게 사용할 수 있음.

기대효과

기술적 혁신과 사회적 가치

• 본 발명은 자동차의 안전성을 크게 향상시켜 사고율을 줄일 수 있음.
• 터널 진출입 시 밝기 변화에 따른 사고 예방과 운전 보조 시스템의 신뢰성 증가에 기여할 것임.
• 보다 명확한 블랙박스 영상 제공으로 법적 분쟁 시 유리한 증거 자료로 활용될 수 있음.
• 자동차 제조사와 사용자에게 신뢰성과 안전성 면에서 높은 가치를 제공함.

시장 동향

자동차 카메라 노출 제어 시장 동향

• 삼성전기의 전장용 카메라 모듈 시장은 연평균 13.8% 성장할 것으로 전망됨. 자율주행 기술의 발전에 따라 차량 한 대당 탑재되는 카메라 모듈 개수는 4-5개에서 20개까지 증가함. 2030년까지 전장용 카메라 모듈 시장 규모는 85억 달러에 이를 것으로 예측됨
• 안전 규제 법제화, 첨단운전자지원시스템(ADAS)와 자율주행시스템(AD) 고도화, 주차지원 등 안전과 편의성을 추구함에 따라 전장용 카메라 모듈 시장 성장에 기여함
• 삼성전기의 전천후 전장용 카메라 모듈은 눈, 성에, 안개 등 기상악화 상황에서도 안정적으로 구동됨. 또한, 자체 개발 발수 코팅 기술을 적용해 렌즈에 맺힌 물방울을 빠르게 제거할 수 있음

자동차 안전 시스템 시장

• 자동차 보안 시스템 시장 규모는 2023년 USD 10.4 억에 달하며 2024년과 2032년 사이에 6% 이상의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됨.
• 2023년 현대와 그 자회사인 Kia는 미국 자동차의 수백만 대에 대한 도난 방지 소프트웨어를 무료로 제공함.
• 아시아 태평양 자동차 보안 시스템 시장은 2023년 매출의 약 32%를 차지했으며, 차량 소유권 상승과 급속한 도시화로 인해 향후 더 높은 성장이 기대됨.

블랙박스 카메라 시장 동향

• 리서치알음에 따르면 2023년 블랙박스 사업부 매출액은 820억원으로 +2.5% 성장이 예상됨. 러시아-우크라이나 전쟁으로 인해 지난해 매출액은 감소했지만, 2023년부터 유럽에서 블랙박스 장착이 의무화되며 매출 회복이 기대됨
• 시장은 2023년 42.5억 달러에서 2032년 238.6억 달러로 연평균+ 21.2% 성장할 것으로 예상됨
• 우리나라의 차량용 블랙박스 보급률은 80% 수준으로 다른 나라에 비해 높은 반면, 북미와 유럽 지역은 아직 시장 초기 단계임
• 글로벌 대시보드 카메라(블랙박스) 시장 규모는 2023년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 9.6%를 기록하며 2030년에는 76억4000만달러에 달할 것으로 전망됨
• 유럽의 경우 2023년 7월부터 안전운전장치 의무 도입 법안이 적용되며 모든 승용차와 화물차에 블랙박스를 의무적으로 설치해야 함. 이에 따라 유럽 시장에서 블랙박스 수요 상승이 예상됨
• 북미, 유럽 지역에서 Uber, Lyft 등 차량 호출 서비스 업체의 블랙박스 탑재율이 높아지고 있음. 이러한 추세가 전체 시장 성장에 긍정적인 영향을 미칠 전망임

터널 환경 대응 카메라 시장 동향

• 남산 2호터널에서 지능형 CCTV를 이용하여 차량의 사고를 인식 및 경보하는 도로 유고감시 솔루션이 운영 중임. 이는 영상과 음원을 동시에 분석하여 오경보를 1% 이하로 낮추고 실제 차량사고를 99% 인식하여 운영되고 있음.