KR100251803B1

KR100251803B1 - 차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법

Info

Publication number: KR100251803B1
Application number: KR1019970049345A
Authority: KR
Inventors: 이상권
Original assignee: 밍 루; 주식회사만도
Priority date: 1997-09-27
Filing date: 1997-09-27
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR19990027011A

Abstract

본 발명은 차량의 휠 속도 센서를 이용하여 차량 항법 장치의 데드 레커닝(Dead Reckoning)을 용이하게 할 수 있도록 한 차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법에 관한 것으로, 왼쪽 후륜의 이동거리(D_L)와 오른쪽 후륜의 이동거리(D_R)를 측정하여 차량의 진행방향을 검출하는 단계와, 차륜의 왼쪽과 오른쪽에 장착되어 있는 센서의 펄스수를 카운트하여 차량의 이동거리를 측정하는 단계로 이루어진다.

Description

차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법

본 발명은 차량에 관한 것으로, 특히 차량의 휠 속도 센서를 이용하여 차량 항법 장치의 데드 레커닝(Dead Reckoning)을 용이하게 할 수 있도록 한 차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법에 관한 것이다.

현재 차량에는 차량항법 장치가 장착되어 사용되고 있으며,일반적인 차량 항법 장치의 구성은 도 1에 도시된 바와같다.

즉, 도 1을 살펴보면,거리를 측정하는 거리감지센서(1)와,맵 데이터가 저장되어 있는 맵 데이터 저장부(2)와, 여러 가지 원하는 신호를 입력시킬 수 있는 신호 입력부(3)와,차량에 장착된 헤딩(Heading) 센서(4)와,상기 각부로부터 데이터를 입력받아 영상 출력부(5) 및 음성 출력부(6)를 통하여 정보를 출력하도록 제어하는 항법 제어수단(7)을 포함하여 구성되었으며, 도면에서 8은 로컬 센서,9는 데이터 트랜섹션부를 나타낸다.

이와같은 종래 차량의 항법 장치에 있어서는, GSP신호가 약 100m의 오차를 가지고 있어 빌딩,터널,교차로등 GSP데드영역에서는 보조센서를 이용하여 차량의 현재 위치를 맵에 표시하여야 하며, 이때 차량의 이동거리와 진행방향정보가 필요하다.

현재 보조센서로 사용중인 것은 차량의 이동거리를 알기위한 트랜스미션에 연결된 속도센서와 플락스 게이트(FLUXGATE)와 같은 컴패스(Compass)와 자이로스코프(Gyroscope)등이다.

그러나,이러한 컴패스와 자이로스코프는 고가이어서 원가가 상승하는 결점이 있다.

한편, 차륜속도 센서를 이용한 데드 레커닝 방법은 기존의 ABS차륜속도센서를 사용하거나 추가로 후륜에 차륜속도 센서를 장착하여 차량의 이동거리 정보와 진행방향정보 등을 동시에 알 수 있도록 하고 있다.

현재 차량항법 장치에 있어서는,알려진 위치에 대한 이동방향과 측정된 이동거리를 적분함으로써 데드 레커닝을 얻고 있으며,이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

(식1)

(식2)

여기서, X,Y는 데드 레커닝 좌표이고, X,Y는 초기 좌표이며,Θ는 I에 대한 진행방향을 나타낸다.

도 2는 상기 종래기술에 대한 그래프를 나타낸 것이다.

상기 식1과 식2로부터 차량의 이동거리와 차량의 진행방향을 얻는다면 데드 레커닝이 가능하며,이를 위하여는 차량의 이동거리와 진행방향을 알 수 있는 센서가 필요하다.

이러한 센서에는 거리를 측정하기 위한 거리감지센서가 있는데,통상 회전축의 차속을 이용하여 거리를 추정한다.

그러나 주행기록계로부터는 많은 에러 요소를 갖는다.즉,새로운 타이어와 오래된 타이어와의 사이에는 약 3%의 오차를 가지며 거리측정시 원심력이 작용할 경우 약 0.1-0.7%의 오치를 갖는다.

또한,타이어의 압력에 따라서도 10Psi당 약 0.25-1.1%의 오차를 갖는다.

그리고 주행기록계는 출력신호가 4펄스/rev 발생되므로 오차요소가 크다는 단점이 있다.

한편, 차량의 진행방향을 알기 위하여는 통상적으로 플락스 게이트와 같은 컴패스와 자이로스코프등을 사용하는데, 차량에 용이하게 장착할 수 있는 장점은 있으나 센서가 고가인 단점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량의 이동거리와 진행방향을 이용하여 데드 레커닝을 할 때 ABS 등에 사용되는 차륜속도센서를 이용하는 차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 왼쪽 후륜의 이동거리(D_L)와 오른쪽 후륜의 이동거리(D_R)를 측정하여 차량의 진행방향을 검출하는 단계와, 차륜의 왼쪽과 오른쪽에 장착되어 있는 센서의 펄스수를 카운트하여 차량의 이동거리를 측정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 차량 항법 장치의 블록도

도 2는 도 1에 따른 그래프

도 3은 본 발명 차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법을 설명 하기 위한 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1:거리감지센서 2:맵 데이터 저장부

3:신호 입력부 4:헤딩센서

5:영상출력부 6:음성 출력부

7:항법제어수단 8:로컬 센서

9:데이터 트랜스섹션

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 미분 휠 속도 센서 타잎 데드 레커닝을 설명하기 위한 도면으로, 차량의 진행방향은 처음의 위치에서 나중의 위치로 이동할 경우의 각도를 의미한다.

도 2에서와 같이 차량의 회전시 왼쪽 차륜속도센서와 오른쪽 차륜속도센서와의 거리차(D_R-D_L)가 생기는 원리를 이용하여 아래식 (3)에서와 같이 회전각도와 후륜축과의 거리(W)의 곱으로 표현된다.

따라서, 왼쪽 후륜의 이동거리(D_L)와 오른쪽 후륜의 이동거리(D_R)만 측정이 가능하면 진행방향의 검출이 가능하다.

▵D=D_R-D_L=Θ(R_RR_L)=ΘW

(식 3)

(식 4)

여기서, D_R,D_L은 차량의 이동거리, W는 차축의 거리,Θ는 차량의 진행방향(각도)을 나타낸다.

한편, 이동거리 측정에 있어서,차량의 이동거리는 디지탈 방식으로 출력되는 홀 IC방식 차륜속도 센서를 이용하여 얻을 수 있다.

즉,차량의 이동거리는 각각의 센서에서 출력되는 펄스수와 타이어의 원주(C)그리고 차륜의 치차수(T)에 의해 얻어지며 이는 아래식(5)와 같다.

아래식(5)로부터 왼쪽과 오른쪽에 장착되어 있는 센서의 펄스수만 카운트하면, 이동거리를 측정가능하다.

또한,여기서 측정된 왼쪽차륜의 이동거리와 오른쪽차륜의 이동거리를 이용하여 차량의 진행방향을 계산할 수 있다.

이동거리=｛펄스수×C(m)｝/｛치차수,T｝

(식 5)

여기서,C는 타이어의 원주

T는 차륜의 치차수이다.

또한, 이동속력

(식 6)

이동속력 역시 초당 펄스수를 카운트하면 속력을 얻을 수 있다.그러나 데드 레커닝을 하기 위해서는 이동거리만이 필요하다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 기존차량에 장착되어 있는 ABS용의 차량용 센서를 그대로 이용하여 양호한 리죠루션(RESOLUTION)으로 차량항법시스템의 데드 레커닝이 가능한,즉 추가비용없이 저렴한 원가로 데드 레커닝이 가능해지는 효과가 있다.

Claims

왼쪽 후륜의 이동거리(D_L)와 오른쪽 후륜의 이동거리(D_R)를 측정하여 식3과 같은 차량의 진행방향을 검출하는 단계와, 차륜의 왼쪽과 오른쪽에 장착되어 있는 센서의 펄스수를 카운트하여 식 5와 같은 차량의 이동거리를 측정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차륜속도 센서를 이용한 차량 항법장치의 데드 레커닝 방법.

▵D=D_R-D_L=Θ(R_RR_L)=ΘW (식 3)

(식 5)