KR100488671B1 - 레이더 축의 수평 변위 발생의 검출, 축 변위량의 결정 및 축 변위의 정정 - Google Patents

레이더 축의 수평 변위 발생의 검출, 축 변위량의 결정 및 축 변위의 정정 Download PDF

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Abstract

차간 거리 제어 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생을 검출하고, 축 변위량을 결정하고, 상기 결정된 축 변위량을 사용하여 방위각을 정정한다. 차간 거리 제어가 해제 또는 리셋되는 빈도를 측정하고, 상기 빈도가 임계치보다 높을 경우 축은 변위된 것으로 결정한다. 축 변위량은 정지 타깃의 궤적의 각도로부터 결정한다. 타깃의 방위각은 상기 결정된 축 변위 각도를 사용하여 정정한다.

Description

레이더 축의 수평 변위 발생의 검출, 축 변위량의 결정 및 축 변위의 정정 {DETECTION OF OCCURRENCE OF HORIZONTAL DISPLACEMENT OF RADAR AXIS, DETERMINATION OF AMOUNT OF AXIS DISPLACEMENT, AND CORRECTION OF AXIS DISPLACEMENT}
본 발명은 차량에 탑재된 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출, 수평 방향의 축 변위량의 결정 및 수평 방향의 축 변위의 정정에 관한 것이다.
일정 방식의 자동차 레이더는 타깃까지의 거리 R과 타깃의 상대 속도 V 뿐만 아니라 전파 발사 방향을 전자적 또는 기계적으로 주사함으로써 타깃의 방위각 θ를 검출하고, 횡 위치(lateral position) X를 검출할 수 있고, 이 때 횡 위치 X는 식 X = Rㆍsinθ를 통해서 결정된다. 횡 위치 X를 검출함으로써, 레이더 탑재 차량의 전방 주행 차량까지의 거리와 전방 주행 차량의 상대 속도에 기초하여 차간 거리 제어를 할 수 있다.
상기 자동차 레이더가 차량에 설치된 후, 레이더 축은 몇 가지 이유로 작용하는 외부력에 의해 수평 방향으로 변위가 생기면, 변위는 타깃의 방위각 θ에 발생하고, 차간 거리 제어의 대상인 타깃을 잘못 인식하게 된다.
본 발명은 차량에 탑재된 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생을 검출할 수 있는 장치, 수평 방향의 축 변위량을 결정할 수 있는 장치 및 수평 방향의 축 변위를 정정할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 차량에 탑재된 레이더에서 수평 방향의 축 변위 발생을 검출하는 장치는 상기 레이더를 사용하여 행하여지는 차간 거리 제어가 해제되거나 재설정(re-set)되는 빈도를 측정하는 수단 및 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정 임계치보다 높은 경우 레이더 축이 수평 방향으로 변위된 것으로 판정하는 수단을 포함한다.
본 발명의 차량에 탑재된 레이더에서 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 장치는 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃이라는 것을 인식하는 수단 및 정지 타깃으로 인식되는 타깃의 궤적에 기초하여 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 수단을 포함한다.
본 발명의 차량에 탑재된 레이더에서 수평 방향의 축 변위를 정정하는 장치는 레이더에 의해 검출되는 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 수단, 정지 타깃으로 인식된 타깃의 궤적에 기초하여 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 수단, 및 결정된 수평 방향의 축 변위량을 사용함으로써 타깃의 방위각을 정정하는 수단을 포함한다.
(실시예)
도 1은 본 발명에 따른 레이더의 일례로서 차간 거리 제어 레이더의 구성을 나타낸다.
도 1에서, ECU(10)는 요 레이트 센서(12)로부터의 신호 및 차량 속도 센서(14)로부터의 신호를 기초로 레이더 탑재 차량의 회전 반경을 계산하여, 그 결과를 차량 속도 데이터와 함께 FM-CW 레이더(16)로 보낸다. FM-CW 레이더(16)는 삼각파로 주파수 변조된 밀리미터파 대역의 전파를 차량 전방 방향으로 발사하고, 전방에 위치한 타깃과의 거리 및 상대 속도를 계산한다. 또한, FM-CW 레이더(16)는 상기한 바대로 전파의 발사 방향을 주사하고, 반사파의 전력 분포로부터 타깃의 횡 위치를 계산하고, 그 결과를 거리 및 상대 속도 데이터와 함께 ECU(10)에 보낸다. 상기 데이터를 기초로, ECU(10)는 전방 주행 차량으로부터 일정 거리를 유지하기 위한 제어 신호를 생성, 출력한다. ECU(10)는 또한 브레이크 신호 및 차간 거리 제어 설정 신호를 받는다. 차간 거리 제어는 차간 거리 제어 설정 신호로 시작되고, 브레이크 신호로 정지된다.
도 2에 나타낸 것처럼, FM-CW 레이더(16)가 정확하게 설치된 경우, 레이더 탑재 차량과 동일 차선의 전방을 주행하는 타깃(20)은 정확하게 인식되고, 차간 거리 제어는 타깃(20)의 거리 및 상대 속도에 기초하여 정확하게 행해진다.
한편, 도 3에 나타낸 것처럼, 레이더(16)의 축이 수평 방향으로 변위되면, 타깃(20, 22)의 횡 위치는 정확하게 인식될 수 없고, 극단적인 경우 옆 차선을 주행하는 타깃(22)은 레이더 탑재 차량의 차선 전방을 주행하는 타깃으로 오인할 수 있다.
이 경우, 타깃(20)까지의 거리는 정확하게 인식되지 않기 때문에, 전방 주행 차량과의 거리가 매우 가까워질 수 있고, 이것이 발생할 때마다 운전자는 브레이크 페달을 밟아야 하고, 적합한 거리를 다시 확보한 경우 제어를 재설정하여야 하며, 즉 브레이크 페달을 밟음으로써 차간 거리 제어를 해제하는 조작 및 제어를 재설정하는 조작이 자주 행해진다. 따라서, 차간 거리 제어가 해제 또는 재설정된 빈도를 측정함으로써 레이더(16)의 수평 방향의 축 변위 발생을 검출할 수 있다. 예를 들면, ECU(10)에 입력되는 브레이크 신호 또는 차간 거리 제어 설정 신호(도 1)는 주기적으로 재설정되는 카운터에 의해 카운트되고, 카운트 값이 소정값을 초과한 경우 수평 방향의 축 변위는 발생된 것으로 판정한다. 이 처리 과정은 소프트웨어를 사용하여 구현될 수도 있다.
다음으로, 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법에 대해 설명한다. 타깃의 상대 속도가 레이더 탑재 차량의 주행 속도와 실질적으로 동일하다면, 타깃은 정지하고 있는 것으로 인식된다. 도 4에 나타낸 것처럼, 수평 방향의 축 변위가 없는 경우, 정지하고 있다고 인식된 타깃(24)(예를 들어 전주)의 거리 R 및 방위각 θ으로 결정된 상대 위치의 궤적(26)은 방위각이 0인 직선이어야 한다. 따라서, 수평 방향의 축 변위인 각도 Δθ는 정지 타깃(24)의 궤적(26)의 각도로부터 결정될 수 있다.
도 5에 나타낸 것처럼 레이더의 중심축이 좌측으로 Δθ만큼 변위된 것으로 가정하면, 시각 T1일 때 도 6에서 24-1’로 나타낸 것처럼 원래 있어야 할 각도 θ1에 대해 우측으로 Δθ만큼 변위된 것처럼 정지 타깃(24)이 검출된다. 마찬가지로, 시각 T2 및 T3일 때 정지 타깃(24)은 도 6에서 24-2’ 및 24-3’으로 나타낸 것처럼 각각 θ2, θ3에 대해 Δθ만큼 변위된 것처럼 검출된다.
여기서, 정지 타깃(24)이 충분한 거리를 떨어져 있는 경우, 거리 R1, R2 및 R3는 충분히 크고, Δθ는 충분히 작기에, 24-1’, 24-2’ 및 24-3’은 도 7에 나타낸 것처럼 근사할 수 있고, 따라서 임의로 잡은 위치 24-n과 24-n’ 사이의 거리는 Ln = Rn ㆍ sinΔθ로 나타내지고, αn = θn - Δθ가 충분히 작은 경우 도 8에서 Ln’는 Ln으로 근사할 수 있다.
정지 타깃(24)의 검출 각도 θn - Δθ가 충분히 작은 경우, 도 9에서 R1’,‥‥, Rn’는 R1,‥‥, Rn 로 근사화할 수 있으므로 24-1’, ‥‥, 24-n’을 연결하는 궤적 26’(직선으로 근사화할 수 있음)의 기울기 t는
tan t = ( L1 - Ln) / (R1 - Rn)
= (R1 ㆍsin Δθ - Rnㆍsin Δθ) / ( R1 - Rn)
= sin Δθ( (R1 - Rn) / (R1 - Rn) )
= sin Δθ
로 나타낼 수 있다.
또한, Δθ가 충분히 작은 경우,
sin t = sin Δθ
t = Δθ
로 근사화할 수 있다.
따라서, Δθ가 충분히 작고, 정지 타깃(24)이 충분한 거리로 떨어져 있고, 검출 각도 θn - Δθ가 충분히 작은 경우, 레이더 축 변위의 각도 Δθ는 정지 타깃(24)의 궤적(26’)의 기울기 t로 근사적으로 검출될 수 있다.
상기와 같이 결정된 축 변위 각도 Δθ를 사용함으로써 방위각 θ를 정정할 때, 정정된 방위각 θ를 사용함으로써 수평 방향의 축 변위량 Δθ을 반복적으로 결정하여 예를 들어 θ- Δθ가 아닌 θ - Δθ/2로 정정되는 것이 바람직하다.
방위각 θ의 계산 결과에 정정을 하는 경우, 측정 범위는 ±8˚이고, 정정량이 -2˚인 때, 예를 들면, 측정 범위는 -10˚내지 +6˚, 즉 양의 +쪽 측정 범위가 더 작게 된다. 따라서, 각도의 계산 결과가 아닌, 발사 방향을 기계적으로 주사할 때 발사 방향을 나타내는 인코더(encoder) 출력에 정정을 하는 것이 바람직하다.
상기 축 변위 결정 과정 및 축 변위 정정 과정은 ECU(10)에서 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 결정된 축 변위량은 비휘발성 메모리에 저장하는 것이 바람직하다.
FM-CW 레이더를 일례로 들어 설명했지만, 본 발명은 다른 방식의 레이더, 예를 들어 레이저 레이더 경우에도 적용 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량에 탑재된 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출, 축 변위량의 결정, 및 축 변위의 정정이 가능하게 된다.
도 1은 차간 거리 제어 레이더의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 수평 방향의 축 변위를 설명하는 도면이다.
도 3은 수평 방향의 축 변위를 설명하는 도면이다.
도 4는 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 ECU 12 요 레이트 센서
14 차량 속도 센서 16 FM-CW 레이더

Claims (15)

  1. 차량에 탑재된 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출 방법에 있어서,
    상기 레이더를 사용하여 행해지는 차간 거리 제어가 해제 또는 재설정되는 빈도를 측정하는 단계와,
    상기 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정 임계치보다 높은 경우, 상기 레이더의 축은 수평 방향으로 변위된 것으로 결정하는 단계를
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출 방법.
  2. 차량에 탑재된 레이더에 의한 차간 거리 제어의 해제 또는 재설정의 빈도를 측정하고, 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정의 임계치 이상인 때 수평방향의 축 변위가 있는 것으로 판정하고, 축 변위가 있다고 판정된 때에 상기 레이더의 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 방법으로서,
    상기 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 단계와,
    정지 타깃이라고 인식된 상기 타깃의 궤적을 기초로 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 단계를
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위량의 결정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축 변위량을 결정하는 단계는 상기 궤적의 기울기로부터 축 변위량을 결정하는 서브(sub) 단계를 포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위량의 결정 방법.
  4. 차량에 탑재된 레이더에 의한 차간 거리 제어의 해제 또는 재설정의 빈도를 측정하고, 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정의 임계치 이상인 때 수평방향의 축 변위가 있는 것으로 판정하고, 축 변위가 있다고 판정된 때에 상기 레이더의 수평 방향의 축 변위를 정정하는 방법으로서,
    상기 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 단계와,
    정지 타깃이라고 인식된 상기 타깃의 궤적을 기초로 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 수평 방향의 축 변위량을 사용함으로써 상기 타깃의 방위각을 정정하는 단계를
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위의 정정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 축 변위량을 결정하는 단계는 상기 궤적의 기울기로부터 축 변위량을 결정하는 서브 단계를 포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위의 정정 방법.
  6. 차량에 탑재된 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출 장치에 있어서,
    상기 레이더를 사용하여 행해지는 차간 거리 제어가 해제 또는 재설정되는 빈도를 측정하는 수단과,
    상기 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정 임계치보다 높은 경우, 상기 레이더의 축은 수평 방향으로 변위된 것으로 결정하는 수단을
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출 장치.
  7. 차량에 탑재된 레이더에 의한 차간 거리 제어의 해제 또는 재설정의 빈도를 측정하고, 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정의 임계치 이상인 때 수평방향의 축 변위가 있는 것으로 판정하고, 축 변위가 있다고 판정된 때에 상기 레이더의 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 장치로서,
    상기 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 수단과,
    정지 타깃이라고 인식된 상기 타깃의 궤적을 기초로 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 수단을
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위량의 결정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 축 변위량을 결정하는 수단은 상기 궤적의 기울기로부터 축 변위량을 결정하는 수단을 포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위량의 결정 장치.
  9. 차량에 탑재된 레이더에 의한 차간 거리 제어의 해제 또는 재설정의 빈도를 측정하고, 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정의 임계치 이상인 때 수평방향의 축 변위가 있는 것으로 판정하고, 축 변위가 있다고 판정된 때에 상기 레이더의 수평 방향의 축 변위를 정정하는 장치로서,
    상기 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 수단과,
    정지 타깃이라고 인식된 상기 타깃의 궤적을 기초로 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 수단, 및
    상기 결정된 수평 방향의 축 변위량을 사용함으로써 상기 타깃의 방위각을 정정하는 수단을
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위의 정정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 축 변위량을 결정하는 수단은 상기 궤적의 기울기로부터 축 변위량을 결정하는 수단을 포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위의 정정 장치.
  11. 차량에 탑재된 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출용 컴퓨터 프로그램 기억 매체에 있어서,
    상기 레이더를 사용하여 행해지는 차간 거리 제어가 해제 또는 재설정되는 빈도를 측정하는 컴퓨터 코드(code)와,
    상기 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정 임계치보다 높은 경우, 상기 레이더의 축은 수평 방향으로 변위된 것으로 결정하는 컴퓨터 코드를
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위 발생의 검출용 컴퓨터 프로그램 기억 매체.
  12. 차량에 탑재된 레이더에 의한 차간 거리 제어의 해제 또는 재설정의 빈도를 측정하고, 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정의 임계치 이상인 때 수평방향의 축 변위가 있는 것으로 판정하고, 축 변위가 있다고 판정된 때에 상기 레이더의 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 컴퓨터 프로그램 기억 매체로서,
    상기 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 컴퓨터 코드와,
    정지 타깃이라고 인식된 상기 타깃의 궤적을 기초로 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 컴퓨터 코드를
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위량의 결정용 컴퓨터 프로그램 기억 매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 축 변위량을 결정하는 코드는 상기 궤적의 기울기로부터 축 변위량을 결정하는 컴퓨터 코드를 포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위량의 결정용 컴퓨터 프로그램 기억 매체.
  14. 차량에 탑재된 레이더에 의한 차간 거리 제어의 해제 또는 재설정의 빈도를 측정하고, 측정된 제어 해제 또는 재설정의 빈도가 소정의 임계치 이상인 때 수평방향의 축 변위가 있는 것으로 판정하고, 축 변위가 있다고 판정된 때에 상기 레이더의 수평 방향의 축 변위를 정정하는 컴퓨터 프로그램 기억 매체로서,
    상기 레이더에 의해 검출된 타깃이 정지 타깃인 것을 인식하는 컴퓨터 코드와,
    상기 정지 타깃이라고 인식된 상기 타깃의 궤적을 기초로 수평 방향의 축 변위량을 결정하는 컴퓨터 코드, 및
    상기 결정된 수평 방향의 축 변위량을 사용함으로써 상기 타깃의 방위각을 정정하는 컴퓨터 코드를
    포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위의 정정용 컴퓨터 프로그램 기억 매체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 축 변위량을 결정하는 코드는 상기 궤적의 기울기로부터 축 변위량을 결정하는 컴퓨터 코드를 포함하는 레이더의 수평 방향의 축 변위의 정정용 컴퓨터 프로그램 기억 매체.
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