KR101028424B1 - 차량의 조향각도 측정장치 및 이를 이용한 차량 주차 지원시스템 - Google Patents

Abstract

본 출원은 자동차 종류에 상관없이 차량에 쉽고 간단하게 설치해서, 후진 주차시 핸들 조작에 맞추어 주차가이드라인을 휘어져 보이게 함으로써 운전자가 쉽게 주차할 수 있도록 도와주는 차량의 조향각도 측정장치 및 이를 이용한 차량 주차 지원시스템에 관한 것이다.

차량, 핸들, 조향각도, 센서, 주차, 촬영장치, 디스플레이장치, 제어장치

Description

차량의 조향각도 측정장치 및 이를 이용한 차량 주차 지원시스템{APPARATUS FOR DETECTING STEERING ANGLE OF VEHICLE AND PARKING ASSIST CONTROL SYSTEM USING THEREOF}

본 출원은 자동차 종류에 상관없이 차량에 쉽고 간단하게 설치할 수 있는 차량의 조향각도 측정장치 및 이를 이용한 차량 주차 지원시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량 운전자는 주차 또는 후진 주행시 후방의 물체를 감시하기 위해 차량에 장착된 사이드 미러(Side Mirror)와 룸 미러(Room Mirror)를 주시하거나 육안으로 직접 후방을 확인하게 된다.

그러나 사이드 미러는 반사각 형상이므로 운전자가 인지할 수 없는 사각지대가 많이 존재하고, 또한 룸미러를 통해서는 후방, 특히 근거리의 장애물 확인에 제약이 많아서 후방의 물체를 정확하게 파악하지 못하여 접촉사고나 인명사고를 유발하는 불편이 종종 있게 된다.

이를 해결하기 위해 차량의 후방에 카메라를 설치하여 차량의 후방 영상을 대시보드에 설치된 화면에 제공함으로써 운전자가 차량의 주차 및 후진시 보조 역 할을 하도록 하는 기술이 개발되었다. 최근에는 단순히 후방 영상을 보여주는 수준을 넘어 화면에 가상의 주차가이드라인을 표시해 주기도 하며, 나아가 차량의 움직임에 맞추어 주차가이드라인을 휘어져 표시해서 운전자의 차량 운전을 도와주도록 기술이 발전되었다.

본 출원은 이 같은 기술적 배경에서 제안된 것으로, 자동차의 종류에 상관없이 차량에 쉽고 간단하게 설치할 수 있는 차량의 조향각도 측정장치 및 이를 이용한 차량 주차 지원시스템를 제공하는 데 있다.

본 출원의 일 실시예에서는, 둘 이상의 제1 단위체가 결합되어 차량의 핸들 조작에 따라 회전되는 핸들샤프트를 감싸고, 원주를 따라 제1 기어가 형성되는 몸체와; 둘 이상의 제2 단위체가 결합되어 몸체를 감싸 몸체가 핸들샤프트를 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 커버와; 제1 기어에 맞물려 회전되는 제2 기어; 및 제2 기어의 회전 변위에 따라 핸들샤프트의 조향각도를 측정하는 센서; 를 포함하는 차량의 조향각도 측정장치를 제공한다.

몸체에는, 한쪽이 핸들샤프트에 접하고, 다른 쪽이 몸체 외부로 돌출되는 하나 또는 둘 이상의 고정수단이 형성되고, 둘 이상의 제3 단위체가 결합되어 고정수단을 가압하도록 몸체의 외주면에 장착되는 가압수단이 포함되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 출원의 다른 실시예에서는 차량의 조향각도 측정장치와; 차량에 설치되어 주차하고자 하는 공간을 촬영하는 촬영장치와; 촬영장치에서 촬영한 영상을 디스플레이하는 디스플레이장치; 및 센서에 의해 측정된 차량의 조향각도 데이터의 변화에 따라 차량의 이동 궤적 좌표를 연산하여 가상의 주차 가이드라인으로 변환시키고, 가상의 주차 가이드라인을 촬영장치에 의해 촬영된 영상에 합성시켜 디스플레이되도록 제어하는 제어장치; 를 포함하는 차량 주차 지원 시스템을 제공한다.

이 같은 본 출원의 조향각도 측정장치에 의하면, 모든 차량의 핸들 샤프트에 쉽게 장착이 가능하기 때문에 차량의 종류에 상관없이 간단히 설치할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 본 출원의 조향 각도 측정장치를 이용하면, 새롭게 차량 주차 지원시스템을 차량에 장착하는 경우에도, 운전자의 핸들 조작에 맞추어 주차가이드라인을 휘어져 보이게 해 운전자의 차량 운전을 도울 수 있다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치의 구성도이고, 도 2는 이의 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 차량의 조향각도 측정장치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 몸체의 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 몸체의 하부평면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치(100)는 크게 몸체(10)와 커버(20), 제2 기어(30) 및 센서(40)를 포함하여 구성된다.

몸체(10)는 차량의 핸들(510) 조작에 따라 회전되는 핸들샤프트(512)에 장착이 되며, 이를 위해서 두 개의 제1 단위체(2)가 결합되어 하나의 몸체(10)를 이루도록 구성된다. 몸체(10)는 힌지(H)를 이용하여 벌리거나 닫아서 개폐되도록 구성되고, 닫는 경우 한쪽의 제1 단위체(2)에 형성되어 있는 걸림돌기(4)와 다른 쪽의 제1 단위체(2)에 형성되어 있는 걸림홈(미도시)에 의해 고정된다. 이와 같이 힌지(H)를 이용하는 구성 외에도 완전히 분리된 둘 이상의 제1 단위체(2)를 너트 등과 같은 별도의 결합부재(N)로 결합시켜 하나의 몸체(10)를 이루도록 구성될 수도 있다. 그리고 원주를 따라 제1 기어(12)가 형성되어 있어서 핸들(510)의 회전에 따라 핸들샤프트(512)와 일체로 회전되어 하기에 서술하는 제2 기어(30)를 회전시키게 된다.

한편, 몸체(10)에는 한쪽(14a)이 몸체(10) 안쪽에서 핸들샤프트(512)에 접하고, 다른 쪽(14b)이 몸체(10) 외부로 돌출되며 경사져 있는 둘 이상의 고정부재(14)가 움직일 수 있게 마련된다. 이러한 고정부재(14)는 몸체(10)의 외주면에 장착되는 가압부재(16)가 가압하게 된다. 즉, 가압부재(16)가 몸체(10)의 외주면에 마련된 나사선에 결합됨에 따라서 몸체(10) 외부로 돌출된 고정부재(14)의 다른 쪽(14b)측을 가압하게 된다. 고정부재(14)의 다른 쪽(14b)은 경사져 있으므로, 결과적으로 고정부재(14)는 몸체(10)의 안쪽으로 움직이게 된다. 이에 따라, 고정부재(14)의 한쪽(14a)이 핸들샤프트(512)에 밀착되므로, 몸체(10)는 핸들샤프트(512)에 고정 결합된다.

이때, 고정부재(14)는 핸들샤프트(512)에 접하는 한쪽(14a)에 어느 정도 탄성을 갖는 고무나 합성수지 재질 등을 사용하여 고정력을 높일 수 있도록 하고, 차량의 종류 등에 따라 핸들샤프트(512)의 직경이 달라질 수 있으므로 이에 대응될 수 있도록 힌지(H)에 의해 다른 쪽(14b)이 몸체(10)의 외부측으로 돌출 동작이 가능하게 형성된다. 다시 말해서, 핸들샤프트(512)의 직경이 클 경우에는 몸체(10) 외부로 돌출된 다른 쪽(14b)이 힌지(H)에 의해 더 돌출되도록 동작되고, 핸들샤프트(512)의 직경이 작을 경우에는 그 반대로 동작된다. 여기서, 도시된 도면에서는 고정부재(14)를 동작 가능하게 하는 힌지(H)가 몸체(10) 내부에 배치되어 있어서 보이지 않으나, 점선을 사용하여 힌지(H)의 위치를 나타내도록 하였다.

가압부재(16)는 몸체(10)와 마찬가지로 차량의 핸들샤프트(512)에 장착할 수 있도록 두 개의 제3 단위체(16a)가 결합되어 하나의 가압부재(16)를 이루게 되며, 몸체(10)와 같이 힌지(H)를 이용할 수도 있으나 완전히 분리된 제3 단위체(16a)가 결합부재(N)를 이용하여 결합된다.

커버(20)는 전술한 몸체(10)의 제1 기어(12)와 하기에 서술하는 제2 기어(30)가 맞물려 회전할 수 있도록 고정시켜 주고, 센서(40)를 내장하게 되는 하나의 틀로써 몸체(10)가 핸들샤프트(512)를 중심으로 회전이 가능하도록, 즉 몸체(10)의 회전을 방해하지 않도록 몸체(10)를 감싸게 된다. 이러한 커버(20) 또한 몸체(10)나 가압부재(16)와 마찬가지로 차량의 핸들샤프트(512)에 장착될 수 있도록 두 개의 제2 단위체(22)가 결합부재(N)에 의해 결합되어 하나의 커버(20)를 이루게 된다. 그리고 커버(20)에는 내측에 제2 기어(30)와 센서(40)를 장착할 수 있 도록 개폐 가능한 덮개(24)가 마련된다. 한편, 커버(20)에는 조향각도 측정장치(100)를 차체 등에 나사나 볼트 등을 이용하여 고정할 수 있도록 지지대(102)가 부착된다. 이때, 조향각도 측정장치(100)와 차체 사이의 간격은 차량의 종류 등에 따라 달라질 수 있으므로 지지대(102)의 길이를 가변시킬 수 있도록 절첩가능하게 구성하고, 차체에 고정되는 부분이 자유롭게 꺾임 가능하게 형성하는 것이 바람직하다.

제2 기어(30)는 커버(20)에 의해 제1 기어(12)에 맞물려 회전될 수 있도록 배치되어 제1 기어(12)가 회전되는 회전각도 또는 회전수에 따라 일정한 회전각도 또는 회전수로 회전하게 된다.

센서(40)는 제2 기어(30)의 회전 변위에 따라 조향각도를 측정하는 구성요소로써, 차량의 운전시 핸들(510)의 회전에 따른 차량의 회전 변위, 즉 회전방향과 회전각도를 측정하고, 측정된 조향각도 데이터를 하기에 서술하는 제어장치(400)에 전송하게 된다. 이때, 조향각도 데이터는 제어장치(400)에 연결된 케이블을 이용하여 전송할 수도 있고, 무선으로 전송하도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 센서(40)는 커버(20) 내에 배치되는데 도시된 도면, 특히 도 2에서 제2 기어(30)에 의해 가려져 보이지 않는다.

도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치를 이용한 차량 주차 지원시스템을 나타낸 구성도이다.

도 6과 같이, 차량 주차 지원 시스템은 핸들샤프트(512)에 전술한 조향각도 측정장치(100)가 장착되고, 차량(500)의 후미에 촬영장치(200)가 설치되며, 운전석 패널측에 디스플레이장치(300)가 설치된다. 그리고, 노출되지 않는 위치(차체 내부)에 제어장치(400)가 배치된다. 조향각도 측정장치(100), 촬영장치(200)는 제어 장치(400)에 케이블로 연결되고, 다시 제어 장치(400)는 디스플레이장치(300)와 케이블(미도시)로 연결된다.

조향각도 측정장치(100)는 전술한 바와 같이 차량(500)의 핸들(510)과 일체로 회전되는 핸들샤프트(512)에 마련되어 핸들샤프트(512)의 회전 변위를 측정하게 된다.

촬영장치(200)는 차량(500)에 설치되어 주차하고자 하는 공간을 촬영하기 위한 것으로, 본 발명에서는 차량(500)의 후미, 예를 들면 범퍼나 트렁크 등에 후방 카메라가 설치되어 차량의 후방 영상을 촬영하게 된다. 이러한 촬영장치(200)는 차량(500)의 후미등으로부터 전원을 인출하여 연결하도록 구성될 수 있고, 별도의 전원공급부(미도시), 예를 들어 충전지 등을 이용하여 전원을 공급받을 수 있다.

디스플레이장치(300)는 촬영장치(200)에서 촬영한 영상을 디스플레이하여 운전자에게 보여주게 된다. 디스플레이장치(300)는 통상 차량(500)에 장착하여 사용되고 있는 네비게이션(NAVI)이 사용될 수 있으며, 이 외에도 별도의 모니터 등을 사용할 수 있다. 이러한 디스플레이장치(300)는 차량(500)의 시거잭을 이용하여 전원을 공급받을 수 있고, 촬영장치(200)와 마찬가지로 별도의 전원공급부를 이용하여 전원을 공급받을 수도 있다. 한편, 디스플레이장치(300)에는 차량(500)의 주차나 후진 주행시 후방 영상을 촬영하기 위하여 촬영장치(200)의 전원 인가를 제어하 는 별도의 키패드 등이 배치될 수 있다.

제어장치(400)는 조향각도 측정장치(100)의 센서(40)로부터 센서 데이터, 즉 차량(500)의 조향각도 데이터와 촬영장치(200)로부터 영상 데이터가 입력되는 경우 측정된 차량의 조향각도 데이터의 변화에 따라 차량(500)의 이동 궤적을 연산하여 가상의 주차 가이드라인(S)으로 변환시키고, 가상의 주차 가이드라인(S)을 촬영장치(200)에 의해 촬영된 영상에 합성시켜 디스플레이되도록 제어한다. 이러한 제어장치(400)에는 차량(500)의 주차나 후진 주행시 가상의 주차가이드라인을 생성하여 디스플레이할 수 있도록 필요한 정보, 예를 들어 휠베이스(Wheelbase, 앞바퀴와 뒷바퀴 간의 거리), 트레드(Tread, 좌우바퀴의 간격), 전/후방 오버행(Overhang, 차축과 차단 간의 거리), 스티어링 각(Steering angle) 등에 대한 차량(500) 정보와 촬영장치(200)에 대한 각종 정보가 기저장되어 있거나, 운전자 등이 디스플레이장치(300)에 마련된 키패드나 터치스크린 등을 통해 입력할 수 있도록 구성되는 것이 좋다. 제어장치(400)의 전원은 촬영장치(200)와 마찬가지로 차량(500)의 후미등으로부터 전원을 인출할 수도 있고, 별도의 전원공급부를 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제어장치(400)가 차량의 조향각도 데이터의 변화에 따라 차량의 이동 궤적을 연산하여 가상의 주차 가이드라인으로 변환하는 것으로 설명하였으나, 핸들(510)의 전체 회전 각도를 일정한 간격으로 구분하고, 각각의 간격에 해당하는 가상의 주차가이드라인을 그래픽 파일 등으로 변환하여 기저장한 후, 조향각도 측정장치(100)에 의해 측정된 조향각도에 따라 기저장되어 있는 그래픽 파일 중 이에 대응되는 가상의 주차가이드라인 그래픽 파일을 읽어 들여 디스플레이장치(300)에 디스플레이하도록 구성될 수도 있다.

또한, 제어장치(400)는 촬영장치(200)에 의해 촬영된 영상을 통해 주차 공간과 차량의 크기를 비교함으로써 주차 가능 여부를 파악하여 운전자에게 알려주거나, 주차가 가능할 경우 주차라인의 형태를 판단하여 차량의 주차방향을 추천하도록 구성될 수 있다.

이하에서는 이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치를 이용한 차량 주차 지원시스템을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치를 이용한 차량 주차 지원시스템의 사용상태도이다.

먼저, 도 7의 (a) 및 (b)는 차량(500)을 주차 구역에 주차하고자 하는 상태를 나타낸 것으로, 차량(500)이 주차구역에 대해 대각선 방향으로 정차한 상태를 도시한 것이다.

이때 핸들(510)은 어떤 방향으로도 회전되지 않은 상태이며, 따라서 도 6의 (b)에 나타나는 바와 같이 디스플레이장치(300)에 차량(500)의 후방 영상, 즉 주차구역의 주차라인(P)과 차량(500)이 똑바로 후진할 경우의 이동 궤적, 즉 가상의 주차가이드라인(S)이 디스플레이된다.

따라서, 운전자는 현 상태에서 그대로 후진할 경우 차량(500)이 어떤 식으로 진행하게 될 것인지를 알 수 있게 된다.

다음, 도 8의 (a) 및 (b)는 도 6의 상태에서 운전자가 제대로 주차하기 위해 핸들(510)을 반시계방향으로 회전시키는 경우를 나타낸 것으로, 핸들(510)을 회전시키게 되면 조향각도 측정장치(100)가 이를 측정하여 제어장치(400)에 전송하게 된다.

제어장치(400)에서는 이를 적용하여 변화된 조향각도에 따라 차량(500)의 예상 이동 궤적을 연산하여 도 7의 (b)와 같이 디스플레이되고 있던 가상의 주차가이드라인(S)을 변경시키게 된다.

따라서, 운전자는 자신이 조작한 핸들(510)의 회전방향에 따라 차량(500)이 어떤 식으로 진행하게 될 것인지를 알 수 있게 되며, 주차를 하기 위해서는 핸들(510)을 어느 만큼 회전시켜야 할지를 알 수 있게 된다.

그리고, 도 9의 (a) 및 (b)는 운전자가 도 8과 같이 핸들(510)을 조작하여 차량(500)을 주차라인(P)에 맞춘 상태를 나타낸 것으로, 도 9의 (b)와 같이 디스플레이장치(300)에 주차라인(P)과 가상의 주차가이드라인(S)이 일치하는 상태로 디스플레이된다.

따라서, 운전자는 더 이상 핸들(510)을 회전시키지 않은 상태로 똑바로 후진하여 주차를 완료할 수 있게 된다.

한편, 본 명세서에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치가 주차 지원시스템에 적용되는 것으로 설명하였으나, 이 외에도 차량의 조향각도 변화에 따라 촬영장치가 회전하여 촬영되도록 구성하거나, 차량의 전조등이 회전되도록 구성할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치의 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 차량의 조향각도 측정장치의 분해사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 몸체의 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 몸체의 하부평면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치를 이용한 차량 주차 지원시스템을 나타낸 구성도이다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향각도 측정장치를 이용한 차량 주차 지원시스템의 사용상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2: 제1 단위체 4: 걸림돌기

10: 몸체 12: 제1 기어

14: 고정부재 14a: 한쪽

14b: 다른 쪽 16: 가압부재

16a: 제3 단위체 20: 커버

22: 제2 단위체 24: 덮개

30: 제2 기어 40: 센서

100: 조향각도 측정장치 102: 지지대

200: 촬영장치 300: 디스플레이장치

400: 제어장치 500: 차량

510: 핸들 512: 핸들샤프트

N: 결합부재 H: 힌지

P: 주차라인 S: 가상의 주차가이드라인

Claims (4)

1. 둘 이상의 제1 단위체가 결합되어 차량의 핸들 조작에 따라 회전되는 핸들샤프트를 감싸고, 원주를 따라 제1 기어가 형성되는 몸체와;

   둘 이상의 제2 단위체가 결합되어 상기 몸체를 감싸 상기 몸체가 상기 핸들샤프트를 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 커버와;

   상기 제1 기어에 맞물려 회전되는 제2 기어; 및

   상기 제2 기어의 회전 변위에 따라 상기 핸들샤프트의 조향각도를 측정하는 센서; 를 포함하되,

   상기 몸체에는,

   한쪽이 상기 몸체 안쪽에서 핸들샤프트에 접하고, 다른 쪽이 상기 몸체 외부로 돌출되는 둘 이상의 고정부재가 형성되고,

   둘 이상의 제3 단위체가 결합되어 상기 고정부재를 가압하도록 상기 몸체의 외주면에 장착되는 가압부재가 포함되는 차량의 조향각도 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체의 외주면을 따라서 형성되어 있는 나사선에 상기 가압부재가 나사 결합되며,

   상기 고정부재의 다른 쪽은 경사져 있어서, 상기 가압부재가 상기 나사선에 결합됨에 따라 상기 고정부재의 한쪽이 상기 몸체의 안쪽으로 움직이는 차량의 조향각도 측정장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 차량의 조향각도 측정장치와;

   차량에 설치되어 주차하고자 하는 공간을 촬영하는 촬영장치와;

   상기 촬영장치에서 촬영한 영상을 디스플레이하는 디스플레이장치; 및

   상기 센서에 의해 측정된 상기 차량의 조향각도 데이터의 변화에 따라 상기 차량의 이동 궤적 좌표를 연산하여 가상의 주차 가이드라인으로 변환시키고, 상기 가상의 주차 가이드라인을 상기 촬영장치에 의해 촬영된 영상에 합성시켜 디스플레이되도록 제어하는 제어장치;

   를 포함하는 차량 주차 지원 시스템.
4. 삭제

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