KR100245696B1 - 노면 검출장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노면 검출장치 및 방법에 관한 것으로써, 제어장치는 두 차고 세서 사이의 간격을 입력받고 차량 진행시 노면의 굴곡에 따라 차량에 진동이 발생될 때 두 센서와 절대 노면이 이루는 각을 자이로 센서를 통해 계측하며, 노면과 차체간에 상대 변위를 계측하고, 제어장치는 주파수 전달 함수를 연산하고 푸리에 변환한 노면 함수를 연산하며, 상기의 푸리에 변환된 노면 함수를 역 푸리에 변환시켜서 면의 노면 형상의 절대 좌표를 설정하는 것으로써;

차량에 차고 센서를 두 개로 하여 한 센서로는 노면의 형상에 의한 차량의 상하 동작을 검출하고 다른 센서로는 자체 진동을 검출하여 노면을 계산하므로써 정밀한 노면 검사가 가능한 효과를 가지는 노면 검출장치 및 방법을 제공한다.

Description

노면 검출장치 및 방법

본 발명은 노면 검출에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 기술하면 차량에 차고 센서를 두어 노면의 굴곡을 검출하여 노면의 형상을 검출하는 노면 검출장치 및 방법에 관한 것이다.

그러나, 종래의 노면 검출 기술은 차량의 진동을 감안하지 않고 노면이 굴곡에 의한 차량의 상하 운동에 의한 거리 검출로써만 하므로써 정확한 노면의 형상의 검출하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 차량에 차고 센서를 두 개로 하여 한 센서로는 노면의 형상에 의한 차량의 상하 동작을 검출하고 다른 센서로는 자체 진동을 검출하여 노면을 계산하는 노면 검출장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 노면 검출 제어 흐름도이고,

도2는 본 발명에 따른 노면 검출용 차고 센서의 차량내 동작 상태도이고,

도3은 본 발명에 따른 노면 검출용 차고 센서와 노면과의 관계도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 제어장치 S1,S2 : 차고 센서 L : 센서간 거리

m1,m2 : 센서와 노면과의 거리

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,

차량에 고정 장착되어 노면의 굴곡에 따라 차량이 상하 운동하는 경우 차량과 노면과의 거리를 검출하는 제1차고 검출 수단과;

상기 제1차고 검출 수단과 일정한 간격을 유지하여 차량 자체 진동에 의해 상하 운동하며 차체와 발생되는 간격을 검출하는 제2차고 검출 수단과;

차량 진동시 발생되는 상기 두 차고 센서가 이루는 각을 검출하는 피칭 각 검출 수단과;

상기 두 센서와 피칭 각 검출 수단으로부터 검출 신호를 입력으로 설정된 규칙에 따라 동작하여 노면의 형상을 검출하는 제어 수단으로 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

제어 수단은 두 차고 검출 수단 사이의 간격을 입력받고 차량 진행시 노면의 굴곡에 따라 차량에 진동이 발생될 때 두 센서와 절대 노면이 이루는 각을 피칭 각 검출 수단을 통해 계측하며, 노면과 차체간에 상대 변위를 계측하는 단계와;

제어 수단은 주파수 전달 함수를 연산하고 푸리에 변환한 노면 함수를 연산하는 단계와;

상기 단계의 푸리에 변환된 노면 함수를 역 푸리에 변환을 시켜서 면의 절대 좌표를 설정하는 단계로 이루어진다.

본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

첨부한 도2에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 작용은 다음과 같다.

차량에 고정 장착되어 노면의 굴곡에 따라 차량이 상하 운동하는 경우 차량과 노면과의 거리를 검출하는 제1차고 센서(S1)와; 상기 제1차고 센서(S1)와 일정한 간격을 유지하여 차량 자체 진동에 의해 상하 운동하며 차체와 발생되는 간격을 검출하는 제2차고 센서(S2)와; 차량 진동시 발생되는 상기 두 차고 센서(S1,S2)가 이루는 각을 검출하는 자이로 센서(20)와; 상기 두 센서(S1,S2)와 자이로 센서(20)로부터 검출 신호를 입력으로 설정된 규칙에 따라 동작하여 노면의 형상을 검출하는 제어장치(10)로 이루어진다.

차량의 주행하는 노면의 형상을 입력받아 데이터 베이스화시키므로써 차량 시험시의 차량 상태의 변화를 보다 정밀하게 검색하기 위해 실질적인 노면 정보를 구해야 한다.

본 발명은 차량을 이용해 직접 도로를 주행하므로써 노면의 정보를 검출하는 방법으로 차고 센서와 자이로 센서(20)를 이용해 노면 정보를 검출한다.

상기 제1차고 센서(S1)는 차량과 노면 사이에 이루는 거리를 검출하고 제2차고 센서(S2)는 노면 형상에 의해 자체 진동 등이 발생된 경우에 진동 크기에 의한 노면 차량 사이의 변화 거리를 측정하고, 이때 도3에서 보이듯이 자이로 센서(20)는 제1차고 센서(S1)와 제2차고 센서(S2)가 절대 노면과 이루는 각을 검출하여 제어장치(10)로 신호를 출력한다.

제어장치(10)는 상기의 각 센서(S1,S2,20)들의 출력 신호를 입력으로 노면의 형상을 구하게 된다.

제어장치(10)는 제1차고 센서(S1)와 제2차고 센서(S2) 사이의 거리(L)를 먼저 입력받고 각 센서의 검출 데이터를 일련의 고정을 통해 노면의 형상을 검출하게 된다.

차량이 도로를 주행하는 경우 제어장치(10)는 제1차고 센서(S1)로부터 노면과 차량에 고정 장착된 제1차고 센서(S1)의 거리(m1)를 입력받고, 차량에 진동의 크기에 따라 차량의 진동 크기에 따라 발생되는 피치를 포함한 노면 사이의 거리(m2)를 검출하는 제2차고 센서(S2)로부터 거리 신호를 입력받는다(S20).

또한 제어장치(10)는 자이로 센서(20)를 통해 상기 제2차고 센서(S2)가 차량의 진동에 의해 이루어진 피치 각(θ)을 입력받는다(S30).

도3에서 보이는 물리 현상을 식1)과 같이 할 수 있다.

식1) m1 + f(x) = m2 + f(x+L) - sin Lθ

상기 식1)에서 피치 각 θ는 충분히 작은 값으로써 sin Lθ ≒ Lθ로 할 수 있다.

따라서 상기 식1)은 식2)와 같이 변형된다.

식2) m1 + f(x) = m2 + f(x+L) - Lθ

제어장치(10)는 두 차고 센서(S1,S2)와 절대 노면이 이루는 각을 계측하며, 노면과 차체간에 상대 변위를 계측하고, 두 차고 센서(S1,S2) 부착 간격(L)에 대해 전달함수를 구하면 식3)같이 할 수 있다(S40,S50).

식3) 전달함수 H(ω) = e^-JωL- 1

상기 식2)에서 상대 변위 m1 - m2 + Lθ = a(x)로 설정하면,

상대 변위 a(x) = -f(x) + f(x+L)로 변형된다(S60).

상기 a(x)를 푸리에 변환을 시키면 식4)와 같이 변형된다(S70,S80).

식4) A(ω) = F(ω) × H(ω)

따라서 노면 함수에 대해 식4)를 변형시키면 식5)와 같이 되므로(S90),

식5) F(ω) =

상기 식5)에서 A(ω)와 H(ω)는 구할 수 있는 값이므로 상기 F(ω)를 역 푸리에 변환을 시켜 노면 함수 f(x)에 대한 함수로 변형시키므로써 제어장치(10)는 상기 과정을 통해 차량 주행 중에 주행 도로 노면의 절대 좌표를 설정할 수 있게 된다(S100,S110).

따라서 상기 두 차고 센서(S1,S2)를 이용하여 도로 좌표에 표시한 노면 형상을 구하면 도3에서 보이듯이 절대 노면에 대해 노면과 같은 주행 차선은 2차원적인 선으로 노면이 형상화된다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에서, 차량에 차고 센서를 두 개로 하여 한 센서로는 노면의 형상에 의한 차량의 상하 동작을 검출하고 다른 센서로는 자체 진동을 검출하여 노면 좌표를 계산하므로써 노면의 형상을 구할 수 있는 효과를 가지는 노면 검출장치 및 방법을 제공한다.

Claims (2)

1. 차량에 고정 장착되어 노면의 굴곡에 따라 차량이 상하 운동하는 경우 차량과 노면과의 거리를 검출하는 제1차고 검출 수단과;

   상기 제1차고 검출 수단과 일정한 간격을 유지하여 차량 자체 진동에 의해 상하 운동하며 차체와 발생되는 간격을 검출하는 제2차고 검출 수단과;

   차량 진동시 발생되는 상기 두 차고 센서가 이루는 각을 검출하는 피칭 각 검출 수단과;

   상기 두 센서와 피칭 각 검출 수단으로부터 검출 신호를 입력으로 설정된 규칙에 따라 동작하여 노면의 형상을 검출하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 검출장치.
2. 제어 수단은 두 차고 검출 수단 사이의 간격을 입력받고 차량 진행시 노면의 굴곡에 따라 차량에 진동이 발생될 때 두 센서와 절대 노면이 이루는 각을 피칭 각 검출 센서를 통해 계측하며, 노면과 차체간에 상대 변위를 계측하는 단계와;

   제어 수단은 주파수 전달 함수를 연산하고 푸리에 변환한 노면 함수를 연산하는 단계와;

   상기 단계의 푸리에 변환된 노면 함수를 역 푸리에 변환을 시켜서 면의 절대 좌표를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 검출방법.

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