KR100533527B1 - 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로 주행 중 차선 변경시 사각영역과 후측방영역에 상대 차량이 존재하는 지를 감지하여 퍼지 제어 알고리즘에 따른 지능적인 경보를 발생하여 충돌로 인한 교통사고를 미연에 방지하고, 원활한 교통 흐름을 제공하도록 한다.

사각 감지수단을 통해 상대 차량의 상대 속도가 일정 범위 내의 속도인 경우 경보를 발생하고, 후측방 감지수단을 통해 경보를 발생하되, 조향감지부를 통해 차량의 조향 방향이 감지되면, 퍼지 제어 프로그램을 실행하여 퍼지 제어의 입출력 멤버쉽 함수를 설정하고, 퍼지 규칙이 25가지의 경우로 룰 베이스를 설정하여 적절한 위험도를 산출한 후, 경보를 발생하도록 제어하는 제어수단; 사각영역의 상대 차량을 감지하여 신호값을 제어수단으로 전송하는 사각 감지수단; 후측방영역의 상대 차량을 감지하여 신호값을 제어수단으로 전송하는 후측방 감지수단; 차량의 조향을 감지하여 신호값을 제어수단으로 전송하는 조향감지부; 차량의 속도를 감지하여 차속 신호값을 제어수단으로 전송하는 차속감지부; 제어수단의 제어신호를 수신하여 LED와 경보음을 통해 경보하는 표시수단;으로 구성되는 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치를 구현하고자 한 것이다.

Description

퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치{alarm equipment of cars-collision using fuzzy algorithm}

본 발명은 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 차선 변경시 후측방 영역을 사각영영과 후측방영역으로 나누어서 감지하되, 퍼지 제어 알고리즘을 이용하여 접근하는 상대 차량의 거리와 속도에 따라 지능적으로 대처하여 경보를 할 수 있도록 함으로써, 도로 주행시 충돌로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 기술의 발전으로 인해 자동차의 보급이 대중화되면서 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 윤택해지는 등의 장점이 있지만, 우리나라와 같이 인구밀도가 높은 곳에서는 도로교통 사정이 악화되어 교통 정체가 심각해지고, 도로 주행시 운전 미숙, 과속 등으로 인해 많은 교통사고가 발생하고, 이로 인해 교통사고로 인한 인명 피해가 심각한 실정이다.

특히 도로 주행시, 초보 운전자나 여성 운전자의 경우 운전 미숙으로 인해 차선 변경을 자유자재로 할 수 없기 때문에 도로가 정체되고, 상대 차량과의 충돌로 인한 사고 위험이 발생하게 되는데, 초보 운전자나 여성 운전자와 같이 운전이 미숙한 운전자들은 주행시 백미러를 통해 접근하는 상대 차량의 거리와 속도를 인식하는데 둔감하여 차선 변경할 때 늘 사고 발생의 위험이 있다.

이러한 운전이 미숙한 운전자들의 운행에 도움을 주기 위해 차량의 차체 좌우측면과 후면에 감지센서를 설치하여 상대 차량의 일정 영역 범위 내로 접근시 경보를 하여 운전자로 하여금 인식할 수 있도록 함으로써, 운전이 미숙한 운전자들의 안전 운행에 도움을 주고 있다.

하지만, 종래의 차량 충돌 방지장치의 경우 운전자가 도로 주행 중 차선 변경시에 후측방 영역에 상대 차량이 감지되면 무조건 경보를 하게 되는데, 종래의 차량 충돌 방지장치를 설치한 차량이 1차선 또는 갓차선에서 주행하는 경우 탐지영역에서 감지되는 모든 장애물을 감지하여 경보하기 때문에 운전자는 경보에 대해 둔감하게 되어 실효성이 저하되는 문제점 있고, 또한 차량의 후측방의 경우 상대 차량의 접근 속도나 거리를 감안하지 않고 경보를 하게 되어 지능적인 경보는 불가능한 문제점이 있다.

본 발명의 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 차량의 후측방 영역을 감지하여 접근하는 상대 차량을 인식하여 경보를 할 수 있도록 하되, 후측방 영역을 사각 영역과 후측방 영역으로 분류하여 감지할 수 있도록 하고, 퍼지 제어 알고리즘을 이용하여 접근하는 상대 차량의 속도와 거리를 인식하여 지능적인 경보를 할 수 있도록 하여 운전자의 안전 운행에 도움을 주는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 도로 주행시, 상대 차량을 인식하여 경보를 하는 차량 충돌 경보장치를 구성함에 있어서, 사각 감지수단을 통해 상대 차량과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하여 상대 속도가 0㎞/h를 기준으로 일정 범위 내의 속도인 경우 표시수단에 제어신호를 인가하여 경보를 발생하고, 후측방 감지수단을 통해 상대 차량과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하여 경보를 발생하되, 조향감지부를 통해 차량의 조향 방향이 감지되면, 퍼지 제어 프로그램을 실행하여 차간 거리 및 상대속도를 퍼지 입력값으로, 안전도에 따른 부저의 전압값을 퍼지 출력값으로 하여 퍼지 제어의 입출력 멤버쉽 함수를 설정하고, 퍼지 규칙이 25가지 경우로 룰 베이스를 설정하고, 퍼지 추론은 Mamdani의 최대-최소방법을 사용하고, 비 퍼지화방법은 무게 중심법을 사용하여 적절한 위험도를 산출한 후, 그에 따라 표시수단에 제어신호를 인가하여 경보를 발생하도록 제어하는 제어수단; 차량의 사각영역 범위 내의 상대 차량을 감지하여 감지된 차간 거리 및 상대 속도 신호값을 제어수단으로 전송하는 사각 감지수단; 차량의 후측방영역 범위 내의 상대 차량을 감지하여 감지된 차간 거리 및 상대 속도 신호값을 제어수단으로 전송하는 후측방 감지수단; 차량의 조향장치에 일정각 이상의 움직임이 발생하면 이를 감지하여 감지된 조향방향에 대한 신호값을 제어수단으로 전송하는 조향감지부; 차량의 속도를 감지하여 감지된 차속 신호값을 제어수단으로 전송하는 차속감지부; 제어수단의 제어신호를 수신하여 LED와 경보음을 통해 경보하는 표시수단;으로 구성되는 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치를 구현하고자 한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 적용되는 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치에 대하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치의 내부 구성도이고, 도2는 차량의 사각영역을 도시한 예시도이고, 도3은 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치에 의해 감지되는 영역을 도시한 개략도이고, 도4abc는 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치의 퍼지 제어 알고리즘의 입출력 멤버쉽 함수를 도시한 그래프이고, 도5는 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치의 무게 중심법을 이용한 비퍼지화를 도시한 그래프이다.

도시된 바와 같이 제어수단(10)은 사각 감지수단(20)을 통해 차량(1)의 사각 영역에 상대 차량(2)이 존재하는 지를 판단하여 표시수단(60)의 LED와 경보음을 발생할 수 있도록 제어신호를 인가하고, 후측방 감지수단(30)을 통해 차량(1)의 후측방 영역에 상대 차량(2)이 존재하는 지를 판단하되, 조향감지부(40) 및 차속감지부(50)를 통해 차량(1)의 차선 변경시 퍼지 제어 프로그램을 실행하여 25가지로 설정된 룰 베이스에 따라 적절한 위험도를 산출한 후, 이에 따라 표시수단(60)에 제어신호를 인가하여 LED와 경보음을 발생할 수 있도록 구성한다.

상기 제어수단(10)은 마이크로 컨트롤러를 사용하여 본 발명에 의한 차량 충돌 경보장치의 각 하드웨어 및 소프트웨어 모듈을 제어하여 해당 모듈에서 전송되는 신호를 인지하면, 해당 모드로 전환하여 그에 따른 프로세스를 진행하되, 사각 감지수단(20)을 통해 차량(1)의 사각영역에 상대 차량(2)이 존재하는 지를 판단하는데, 상대 차량(2)이 존재하는 경우 차간 거리와 상대 속도를 연산하여 상대 속도가 0㎞/h를 기준으로 일정 범위 내의 속도일 때만 표시수단(60)에 제어신호를 인가하여 LED와 경보음을 발생할 수 있도록 하고, 후측방 감지수단(30)을 통해 차량(1)의 후측방 영역에 상대 차량(2)이 존재하는 지를 판단하는데, 조향감지부(40)를 통해 차량(1)의 차선 변경이 감지되면, 퍼지 제어 프로그램을 실행하여 퍼지 제어 알고리즘에 따라 차간 거리 및 상대 속도를 퍼지 입력값으로, 안전도에 따른 부저의 전압값을 퍼지 출력값으로 하여 퍼지 제어의 입출력 멤버쉽 함수를 정하도록 하고, 퍼지 제어의 지식 베이스는 퍼지 규칙이 25가지 경우의 룰 베이스를 설정하여 퍼지 추론(Inference)은 Mamdani의 Max-Min방법을 사용하고, 비 퍼지화(Defuzzification)방법은 무게 중심법(Center of Gravity)을 사용하여 적절한 위험도를 산출한 후, 그에 따라 표시수단(60)에 제어신호를 인가하여 LED와 경보음을 발생할 수 있도록 제어한다.

상기 사각 감지수단(20)은 사각영역 감지 초음파 센서를 사용하여 제어수단(10)과 연계하여 작동이 되게 하되, 차량(1)의 사각영역의 2∼3m 범위 내의 장애물 유무를 감지할 수 있도록 하는데, 차량(1)의 사각영역 내에 상대 차량(2)이 존재하는 경우 상대 속도가 0㎞/h을 기준으로 -2㎞/h∼4㎞/h의 범위 내의 속도일 경우에 표시수단(60)을 통해 LED와 경보음을 발생하여 사각영역에 상대 차량(2)이 존재함을 알려주도록 하고, 특히 사각영역의 상대 차량(2)의 속도가 거의 0㎞/h에 가까운 경우는 사각영역에 상대 차량이 계속 있는 상태이므로 가장 위험한 상태가 되고, 도로 주행 중 주변의 가로수나 중앙분리대, 신호등, 가로등과 같은 기타 교통시설에는 반응하지 않아 필터링 효과로 인해 무효한 경보를 억제할 수 있다.

상기 후측방 감지수단(30)은 후측방영역 감지 초음파 센서를 사용하여 제어수단(10)과 연계하여 작동이 되게 하되, 조향감지부(40)를 통해 차량(1)이 차선 변경 등과 같은 조향이 시작될 때 제어수단(10)의 제어신호를 수신하여 초기화된 상태에서 작동되어 연산된 거리값을 RS232통신을 통해 제어수단(10)으로 전송 되게 하고, 조향과 관계없이 도로 주행하는 경우에는 후측방 영역에 상대 차량(2)이 존재해도 반응이 되지 않는다.

상기 조향감지부(40)는 조향각 센서를 사용하여 제어수단(10)과 연계하여 작동이 되게 하되, 차량(1)의 차선 변경 등과 같은 조향이 시작되는 경우 이를 감지하여 조향 방향에 대한 신호값을 전송하여 제어수단(10)에서 조향 방향에 대한 연산 처리가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 차속감지부(50)는 차속 센서를 사용하여 제어수단(10)과 연계하여 작동이 되게 하되, 도로 주행 중 차량(1)의 속도를 감지하여 자차의 차속 신호값을 전송하여 제어수단(10)에서 자차 속도에 대한 연산 처리가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 표시수단(60)은 LED 발생부(61)와 경보음 발생부(62)로 이루어져 제어수단(10)과 연계하여 작동이 되게 하되, 상기 LED 발생부(61)는 3개의 LED, 즉 위험도에 따라 녹색, 파랑, 빨강 LED를 형성하여 제어수단(10)의 제어신호를 수신하여 해당 LED를 발산할 수 있도록 하고, 상기 경보음 발생부(62)는 부저를 사용하여 제어수단(10)의 제어신호를 수신하여 경보음을 발생할 수 있도록 하되, 비퍼지화된 값을 기준으로 산출된 위험도에 따라 부저의 소리 크기를 조절하여 경보음을 발생하고, 안전도에 따라 3단계로 나눠 녹색(안전), 파랑(보통), 빨강(위험)으로 LED에 발산하여 경보할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명의 일실시레에 의해 구성된 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치의 작용에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 차량 충돌 경보장치는 사각 영역과 후측방 영역으로 나누어 사각 영역과 후측방 영역에 존재하는 상대 차량(2)의 차간 거리와 상대속도를 연산하여 위험도를 산출한 후, 그에 따라 표시수단(60)을 통해 LED와 경보음을 발생하여 운전자의 안전 운행을 할 수 있도록 하는데, 아래에서는 본 발명이 작동되어 경보하게 되는 과정을 사각영역과 후측방영역으로 나누어서 설명한다.

본 발명에 의해 차량(1)의 사각영역을 감지하는 과정을 살펴보면, 차량(1)의 도로 주행시 사각 감지수단(20)인 초음파 센서를 구동하여 초음파를 출력하여 반송되어 오는 반송파를 수신함으로써, 초음파 센서를 통해 상대 차량(2)과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하도록 한다.

초음파 센서를 이용해 상대 차량(2)과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하는 과정을 살펴보면, 초음파의 전파 속도는 매질과 그 온도에 의존하지만 이것은 공중용 거리계로 속도V는

‥‥‥‥ (식1)

으로 주어진다. 단 t는 전파 매질의 온도를 표시하고 있어 피검출 물체에서의 거리 L은

‥‥‥‥ (식2)×

으로 주어진다. 단, S는 반사파의 도달 시간[sec]이다.

따라서, S를 구하면 L은 쉽게 구할 수 있게 된다.

신호 처리과정을 살펴보면, 아래와 같다.

A:LOW에서 HIGH로 상승할 때 초음파가 발산되고, 외부 트리거 신호 인가시 7.5mS보다 크도록 한다.

B:이 구간은 측정거리에 비례하고, 3.5mS∼50mS이 된다.

C:측정반복 주기이며, 내부 트리거 모드시 128mS이다.

D:120.5mS이 되도록 한다.

INIT의 경우 LOW에서 HIGH로 상승할 때 초음파가 발생하고 그 때 B의 시간을 계산하면 S를 알 수 있게 되고, 위의 연산식(2)에 대입해서 구할 수 있게 되고, 신호 처리과정은 A:LOW에서 HIGH로 상승할 때의 신호를 제어수단(10)의 타이머에 연결하고, Up edge 타이머를 작동시켜서 시간을 카운트하다가 제어수단(10)의 인터럽트 단자에 연결된 B신호가 Up edge되는 순간 인터럽트를 걸어서 초음파가 반사되어 온 시간(S)를 연산한다.

상대속도는 지금 계산한 거리 값과 바로 이전에 계산한 거리 값을 가지고 상대 속도를 계산하면 오차가 크게 발생할 수 있는데, 예를 들어 제어수단(10)에서 거리 값을 1초에 5번 읽어 들이므로 거리 값은 1/5마다 한번씩 계산한다.

지금 거리 값과 1/5초 전의 거리 값을 가지고 상대 속도를 계산하면, 거리 값이 10㎝만 오차가 있어도 상대 속도는 50㎝/s의 오차가 생기므로 지금 거리 값과 바로 이전의 거리 값을 가지고 상대 속도를 계산할 수 없고, 지금 거리 값과 얼마 이전의 거리 값을 가지고 상대 속도를 계산해야 정확한 상대 속도를 구할 수 있다.

현재 거리 값과 얼마 이전의 거리 값을 가지고 상대 속도를 계산하기 위해 초음파 센서에서 올라오는 거리 값을 배열에 저장해 두고, 현재 거리 값에서 일정시간 전에 배열에 저장한 거리 값을 가지고 상대 속도를 계산하는데, 다음 수식은 상대 속도를 계산하는 식이다.

if(j ≥i)

else

1. rel_speed : 상대 속도

2. distance : 현재 초음파 센서에서 읽어온 거리 값

3. distance[] : 초음파 센서에서 올라온 거리 값을 저장하는 배열

4. i : 현재부터 i번째 뒤에 있는 거리 값의 배열을 본다

5. j : 초음파 센서에서 올라온 거리 값의 순서

6. t : 거리가 올라오는 단위 시간, 내부 트리거 모드 사용시 128mS

7. N ; 배열의 크기, 배열에 거리 값을 다 채우면, 다시 처음부터 채운다

상기와 같이 제어수단(10)을 통해 사각 감지수단(20)에서 감지된 사각영역에 존재하는 상대 차량(2)과의 차간 거리와 상대 속도에 대한 연산 처리가 되면, 제어수단(10)은 사각영역에 존재하는 상대 차량(2)의 상대 속도가 0㎞/h를 기준으로 -2∼4㎞/h의 속도 범위 내에 있는 경우에는 표시수단(60)에 제어신호를 인가하여 LED와 경보음을 발생할 수 있도록 하고, 사각영역 내의 존재하는 도로 주변의 가로수나 기타 교통시설의 경우에는 상대 속도가 기 설정된 범위를 초과하게 되어 반응하지 않아 무효한 경보를 발생하지 않도록 필터링 효과가 있다.

본 발명에 의해 차량(1)의 후측방영역을 감지하는 과정을 살펴보면, 차량(1)의 도로 주행 중 차선 변경 등과 같이 조향장치에 일정각 이상의 움직임이 발생하게 되는 경우 조향감지부(40)인 조향각 센서는 이를 감지하여 조향 방향에 대한 신호를 제어수단(10)으로 전송하고, 상기 제어수단(10)은 조향 방향에 대한 연산 처리 후, 후측방 감지수단(30)에 제어신호를 인가하여 초음파 센서를 구동한다.

상기 초음파 센서를 통해 초음파를 출력하여 반송되어 오는 반송파를 수신함으로써, 후측방영역에 존재하는 상대 차량(2)과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하도록 하는데, 차간 거리와 상대 속도를 연산하는 식과 신호 처리과정은 상기의 사각영역에서의 차간 거리와 상대 속도를 연산하는 과정과 동일하다.

상기 후측방 감지수단(30)을 통해 상대 차량(2)을 감지하여 차간 거리와 상대 속도에 대한 연산 처리가 이루어지면, 퍼지 제어 프로그램을 실행하여 퍼지 제어 알고리즘에 따라 지능적으로 위험도를 산출한 후, 이에 따라 표시수단(60)을 통해 경보할 수 있도록 하는데, 퍼지 제어 알고리즘에 의해 지능적으로 위험도를 산출해내는 과정을 살펴보면, 아래와 같다.

후측방에 존재하는 상대 차량(2)의 차간 거리와 상대 속도를 퍼지 입력값으로 하고, 안전도에 따라 부저의 전압값을 퍼지 출력값으로 설정하여 퍼지 제어의 입출력 멤버쉽 함수를 정하는데, 도4a는 상대 차량(2)의 차간 거리 멤버쉽 함수를 그래프화 한 것으로, 이를 식으로 나타내면, 아래와 같다.

μvc(distance)=Trapezoid(0 0 200 300) : Very Close의 멤버쉽 함수

μc(distance)=Trapezoid(250 300 350 400) : Close의 멤버쉽 함수

μn(distance)=Trapezoid(380 430 580 650) : Near의 멤버쉽 함수

μf(distance)=Trapezoid(600 700 750 850) : Far의 멤버쉽 함수

μvf(distance)=Trapezoid(800 900 1000 1000) : Very Far의 멤버쉽 함수

이 식을 이용하여 도4a와 같은 그래프를 도출할 수 있으며, 멤버쉽 함수의 설정은 사용자의 경험차에 의존하게 되지만 이 정도 수치이면 사람들이 매우 가깝게 느끼는 것으로, "근처(near)" 또는 "매우 멀다"라고 느끼는 수치의 범위를 각 경우별로 나타낸 것이다.

도4b는 상대 차량(2)의 상대 속도 멤버쉽 함수를 그래프화 한 것으로, 이를 식으로 나타내면, 아래와 같다.

μvs(RV)=Trapezoid(-12 -12 -10 -8) : Very Slow의 멤버쉽 함수

μs(RV)=Trapezoid(-9 -7 -5 -3) : Slow의 멤버쉽 함수

μm(RV)=Trapezoid(-4 -2 0 2) : Medium의 멤버쉽 함수

μf(RV)=Trapezoid(1 3 5 7) : Fast의 멤버쉽 함수

μvf(RV)=Trapezoid(6 8 12 12) : Very Fast의 멤버쉽 함수

도4c는 상대 차량(2)의 안전도에 대한 제어 전압에 관한 멤버쉽 함수를 그래프화 한 것으로, 이를 식으로 나타내면, 아래와 같다.

μvs(V)=Trapezoid(0 0 1 2) : Very Safe의 멤버쉽 함수

μs(V)=Triangle(1 2 3) : Safe의 멤버쉽 함수

μm(V)=Triangled(2 3 4) : Medium의 멤버쉽 함수

μd(V)=Triangle(3 4 5) : Danger의 멤버쉽 함수

μvd(V)=Trapezoid(4 5 6 6) : Very Danger의 멤버쉽 함수

상기와 같이 퍼지 제어의 입출력 멤버쉽 함수를 설정하고, 퍼지 제어의 지식 베이스는 표1에 나타낸 바와 같이 퍼지 규칙이 25가지의 경우로 룰 베이스를 설정한다.

거리속도	Very Far	Far	Near	Close	Very Close
Very Slow	Very Safe	Very Safe	Safe	Medium	Medium
Slow	Very Safe	Safe	Safe	Medium	Danger
Medium	Safe	Safe	Medium	Danger	Danger
Fast	Safe	Medium	Danger	Danger	Very Danger
Very Fast	Medium	Medium	Danger	Very Danger	Very Danger

상기와 같이 룰 베이스가 설정하고, 퍼지 추론은 Mamdani의 Max-Min 방법을 사용하고, 비 퍼지화방법은 무게 중심법을 사용하여 적절한 위험도를 산출하는데, 도5에 도시된 바와 같이 최대-최소방법으로 추론 후, 무게 중심법을 이용한 비퍼지화의 예를 나타낸 것으로, 상기와 같이 비퍼지화된 값을 기준으로 제어수단(10)은 표시수단(60)에 제어신호를 인가하여 경보음 소리의 크기를 조절하고, 안전도에 따라 3단계로 나누어서 녹색(안전), 파랑(보통), 빨강(위험)으로 LED에 표시하여 경보할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명은 퍼지 제어 알고리즘을 이용하여 차량(1)의 사각영역과 후측방영역으로 나눠 상대 차량(2)을 감지한 후, 사각영역의 고정된 장애물에 대한 무효한 경보를 줄일 수 있고, 후측방영역의 상대 차량(2)에 대해 퍼지 제어에 따른 지능적인 경보를 할 수 있도록 한 것으로, 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 차량의 도로 주행 중, 사각영역과 후측방영역에 존재하는 상대 차량을 인식하여 운전자에게 경보를 할 수 있도록 하되, 퍼지 제어 알고리즘을 이용하여 적절한 위험도를 산출하여 지능적인 경보를 할 수 있도록 함으로써, 차량의 차선 변경시, 상대 차량과의 차간 거리와 상대 속도의 위험도에 따른 경보를 통해 초보 운전자나 여성 운전자들이 안전하게 차선 변경을 할 수 있어 차량 충돌로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있도록 하여 도로 교통이 원활하게 이루어지게 하고, 안전 운행에 도움을 주는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치의 내부 구성도

도2는 차량의 사각영역을 도시한 예시도

도3은 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치에 의해 감지되는 영역을 도시한 개략도

도4abc는 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치의 퍼지 제어 알고리즘의 입출력 멤버쉽 함수를 도시한 그래프

도5는 본 발명에 적용되는 차량 충돌 경보장치의 무게 중심법을 이용한 비퍼지화를 도시한 그래프

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1. 차량 2. 상대 차량

10. 제어수단 20. 사각 감지수단

30. 후측방 감지수단 40. 조향감지부

50. 차속감지부 60. 표시수단

61. LED 발생부 62. 경보음 발생부

Claims (2)

1. 도로 주행시, 상대 차량을 인식하여 경보를 하는 차량 충돌 경보장치를 구성함에 있어서,

   사각 감지수단을 통해 상대 차량과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하여 상대 속도가 0㎞/h를 기준으로 일정 범위 내의 속도인 경우 표시수단에 제어신호를 인가하여 경보를 발생하고, 후측방 감지수단을 통해 상대 차량과의 차간 거리와 상대 속도를 연산하여 경보를 발생하되, 조향감지부를 통해 차량의 조향 방향이 감지되면, 퍼지 제어 프로그램을 실행하여 차간 거리 및 상대속도를 퍼지 입력값으로, 안전도에 따른 부저의 전압값을 퍼지 출력값으로 하여 퍼지 제어의 입출력 멤버쉽 함수를 설정하고, 퍼지 규칙이 25가지의 경우로 룰 베이스를 설정하고, 퍼지 추론은 Mamdani의 최대-최소방법을 사용하고, 비 퍼지화방법은 무게 중심법을 사용하여 적절한 위험도를 산출한 후, 그에 따라 표시수단에 제어신호를 인가하여 경보를 발생하도록 제어하는 제어수단; 차량의 사각영역 범위 내의 상대 차량을 감지하여 감지된 차간 거리 및 상대 속도 신호값을 제어수단으로 전송하는 사각 감지수단; 차량의 후측방영역 범위 내의 상대 차량을 감지하여 감지된 차간 거리 및 상대 속도 신호값을 제어수단으로 전송하는 후측방 감지수단; 차량의 조향장치에 일정각 이상의 움직임이 발생하면 이를 감지하여 감지된 조향방향에 대한 신호값을 제어수단으로 전송하는 조향감지부; 차량의 속도를 감지하여 감지된 차속 신호값을 제어수단으로 전송하는 차속감지부; 제어수단의 제어신호를 수신하여 LED와 경보음을 통해 경보하는 표시수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 표시수단은 녹색, 파랑, 빨강의 LED를 형성하여 안전도에 따라 3단계로 나누어 발산하는 LED 발생부; 부저를 형성하여 위험도에 따라 소리 크기를 조절하여 경보음을 발생하는 경보음 발생부;로 구성됨을 특징으로 하는 퍼지 제어 알고리즘을 이용한 차량 충돌 경보장치.