KR101253475B1 - 차량의 램프 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 램프 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 장치는 램프 구동부, 피치각 검출부 및 제어부를 포함한다. 램프 구동부는 차량의 전조등과 상향등을 온오프 시키고 상기 전조등의 조사각을 상하방향 으로 조절하고, 피치각 검출부는 상기 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각(pitch angle)을 산출하고, 제어부는 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 전조등과 상향등을 조절하도록 상기 램프 구동부를 제어한다.

Description

차량의 램프 제어 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A VEHICLE LAMP}
본 발명은 차량의 램프 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 주행 상황에 따라 자동으로 차량의 램프를 온오프 시키거나 차량의 램프의 조사각을 조절하는 차량의 램프 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 전방에는 야간 주행시에도 운전자가 전방 시야를 확보할 수 있도록 헤드램프가 좌우측에 설치되어 있다. 하지만, 일반적인 헤드램프는 그 조사각이 일정하게 유지되도록 고정된 채 설치되어 있고, 차량의 차체의 움직임에도 불구하고 헤드램프는 차량이 주행하는 도로의 전방을 정확하게 비출 수 없어, 차량의 운전자가 전방에 대한 충분한 시야를 확보하는 것이 어렵다.
특히, 차량이 주행하는 노면의 굴곡으로 인해 또는 차량이 과속 방지턱을 통과함으로 인해 차량의 차체가 상하방향으로 급격하게 움직이는 경우, 차체의 움직임에 의해 차량에 장착되어 있는 헤드램프의 지향 위치가 급변하는 현상이 발생한다. 이에 따라 차량의 운전자는 전방에 대한 시야를 확보할 수 없고, 운전자의 의도와 달리 헤드램프의 지향점이 높아지게 되어, 주변 차량의 운전자에게 불빛을 통한 경고 의사가 전달되거나 주변 차량의 운전자의 시야를 방해하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 차량의 상하방향 움직임을 기초로 차량의 전조등과 상향등을 조절할 수 있는 차량의 램프 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 장치는 차량의 전조등과 상향등을 온오프 시키고 상기 전조등의 조사각을 상하방향 으로 조절하는 램프 구동부, 상기 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각(pitch angle)을 산출하는 피치각 검출부, 및 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 전조등과 상향등을 조절하도록 상기 램프 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 피치각 검출부는 상기 산출한 피치각을 상기 제어부로 전송하기 위한 통신 인터페이스를 포함한다.
상기 제어부는 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 상향이라고 판단되는 경우 상기 전조등의 조사각을 하향으로 조절하도록 상기 램프 구동부를 제어한다.
상기 제어부는 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 하향이라고 판단되는 경우 상기 상향등을 일시적으로 턴온(turn-on) 시키거나 상기 전조등의 조사각을 상향으로 조절하도록 상기 램프 구동부를 제어한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 방법은 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각을 산출하고, 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 상향이라고 판단되는 경우 상기 차량의 전조등의 조사각을 하향으로 조절하고, 상기 차량의 움직임이 하향이라고 판단되는 경우 상기 차량의 상향등을 일시적으로 턴온 시키거나 상기 차량의 전조등의 조사각을 상향으로 조절한다.
본 발명에 따르면, 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각을 산출하고 산출한 피치각을 기초로 차량의 전조등과 상향등을 조절하므로, 차량이 상하방향으로 급격하게 움직이더라도 전조등의 조사각을 조절하거나 상향등을 일시적으로 온시켜 운전자가 충분한 시야를 확보할 수 있도록 한다. 또한, 차량의 급격한 움직임에도 불구하고 전조등이 상향을 지향하지 않으므로, 주변 차량의 운전자의 시야를 방해하거나 주변 차량의 운전자에게 전조등의 불빛을 통해 의도하지 않은 경고 의사를 전달하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조등의 조사각 조절 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 구동부의 제어 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본발명의 일 실시예에 따른 피치각의 검출 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량의 램프 제어 장치는 피치각 검출부(110), 제어부(120), 램프 구동부(130), 전조등(141) 및 상향등(142)을 포함하여 구성된다.
피치각 검출부(110)는 차량의 피치 모션(pitch motion)을 검출한다. 일반적으로 차량의 3차원 움직임을 측정하기 위해서는, 차량의 직선운동 외에 차량의 회전운동으로 피치 모션, 요 모션(yaw motion) 및 롤 모션(roll motion)을 검출한다. 예를 들어, 차량의 진행방향을 x축이라고 하고 차량의 측면방향을 y축이라고 하고 차량의 천정방향을 z축이라고 하면, 피치 모션은 y축을 기준으로 한 회전운동이고 요 모션은 z축을 기준으로 한 회전운동이며 롤 모션은 x축을 기준으로 한 회전운동을 나타낸다. 즉, 여기서 말하는 차량의 피치 모션은 차량의 상하방향 움직임을 의미한다.
피치각 검출부(110)는 위와 같이 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각을 산출한다. 피치각 검출부(110)가 산출하는 피치각은 차량의 피치 모션에 대응하고, 차량의 상하방향 회전운동 범위를 나타내는 수직 회전각을 말한다. 한편, 피치각을 산출하는 방식에 대한 구체적인 내용은 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
한편, 피치각 검출부(110)는 산출한 피치각을 제어부(120)로 전송하기 위한 통신 인터페이스를 구비할 수 있으며, 통신 인터페이스는 LIN(Local Interconnect Network) 또는 CAN(Controller Area Network)과 같은 다중 네트워크 버스로 이루어질 수 있다.
램프 구동부(130)는 전조등 구동부(131)와 상향등 구동부(132)를 포함하여 구성되나, 이에 한정되지 않고 하나의 램프 구동부(130)를 통해서 전조등(141)과 상향등(142)을 모두 구동하는 방식도 가능하다. 램프 구동부(130)는 운전자의 스위치 조작에 따라 차량의 전조등(141)과 상향등(142)을 온오프 시키고, 제어부(120)의 제어신호에 따라 전조등(141)의 조사각을 조절한다.
구체적으로, 전조등 구동부(131)가 제어부(120)의 제어 신호에 따라 전조등(141)의 조사각을 상하방향으로 조절하며, 운전자가 스위치를 조작하여 전조등(141)을 턴온 시키는 경우 전조등(141)의 조사각은 사전에 설정된 초기값으로 결정된다. 한편, 전조등(141)의 조사각 조절 방식에 관한 구체적인 내용은 도 2에서 보다 상세하게 설명한다.
상향등 구동부(132)는 운전자의 스위치 조작에 따라 차량의 상향등(142)을 온오프 시키는 외에 제어부(120)의 제어 신호에 따라 상향등(142)을 일시적으로 턴온 시킨다.
제어부(120)는 피치각 검출부(110)가 산출한 피치각을 기초로 전조등(141)과 상향등(142)을 조절하도록 램프 구동부(130)를 제어한다. 즉, 제어부(120)는 산출한 피치각으로부터 차량의 움직임 방향을 판단하고 전조등(141)의 조사각을 결정한다.
제어부(120)는 산출한 피치각이 하측 임계값 또는 상측 임계값을 벗어나는 경우 차량이 상하방향으로 급격하게 움직이는 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 산출한 피치각이 상측 임계값을 벗어나고 상향으로 15도를 나타내는 경우, 제어부(120)는 차량의 움직임이 상항이라고 판단하여 전조등(141)의 조사각을 15도 하향으로 조절하도록 램프 구동부(130)를 제어한다. 물론, 전조등(141)의 조사각을 조절하지 않고 전조등(141)을 일시적으로 턴오프(turn-off) 시키도록 램프 구동부(130)를 제어하는 것도 가능하다.
이와 달리, 산출한 피치각이 하측 임계값보다 작고 하향으로 15도를 나타내는 경우, 제어부(120)는 차량의 움직임이 하향이라고 판단하여 상향등(142)을 일시적으로 턴온 시키도록 램프 구동부(130)를 제어한다. 한편, 상향등(142)을 일시적으로 턴온 시키는 외에 전조등(141)의 조사각을 15도 상향으로 조절하도록 램프 구동부(130)를 제어하는 것도 가능하다.
산출한 피치각이 하측 임계값 내지 상측 임계값 내의 값을 갖는 경우 차량이 상하방향으로 움직이지 않는 것으로 판단하고, 램프 구동부(130)에 전조등(141)과 상향등(142)의 제어 신호를 전송하지 않는다. 이에 따라 램프 구동부(130)는 전조등(141)과 상향등(142)의 온오프 상태 및 전조등(141)의 조사각을 그대로 유지한다.
그리고, 전조등(141)의 조사각의 조절값은 사전 실험에서 획득한 데이터가 저장된 룩업 테이블로 구성되어 있으며, 산출한 피치각에 대응하는 전조등(141)의 조사각을 룩업 테이블에서 검색하여 해당하는 값으로 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전조등의 조사각 조절 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 전조등 구동부는 운전자의 스위치 조작에 따라 전조등(210)을 온오프 시키는 외에 제어부의 제어 신호에 따라 전조등(210)의 조사각을 조절한다. 이를 위해 전조등 구동부는 전조등(210)의 조사각을 상향 또는 하향으로 조절할 수 있도록 정역회전 하는 구동모터(260)를 포함하여 구성된다. 또한, 전조등(210)의 후단에 부착되어 전조등의 상하방향 조사각 조절을 위해 구동하는 구동암(220), 구동암(220)이 회동 가능하도록 지지하는 지지부재(230) 및 구동암(220)의 후단에 고정핀(241)을 통해 접속되는 기어부재(240)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 지지부재(230)는 구동암(220)의 중간부에 힌지축(231)을 통해서 구동암(220)과 접속되고, 힌지축(231)을 중심으로 구동암(220)이 회동 가능하도록 지지한다. 기어부재(240)와 접속되는 구동암(220)의 후단에는 기어부재(240)의 동작에 따라 구동암(220)이 자유롭게 회동 가능하도록 소정의 폭을 갖는 요홈(221)이 형성된다. 기어부재(240)의 하단에는 랙(242)이 형성되어 있으며, 랙(242)이 형성되어 있지 않은 기어부재(240)의 상단이 구동암(220)의 후단과 접속된다. 구동모터(260)의 회전축(261)에는 피니언(250)이 접속하여 기어부재(240)의 랙(242)과 치합된다.
구동모터(260)의 정역회전에 따라 전조등(210)의 조사각이 조절되는 방식은 다음과 같다. 먼저, 구동모터(260)가 정회전함에 따라 구동모터(260)의 회전축(261)에 접속된 피니언(250)이 회전하고, 피니언(250)의 회전력에 의해 기어부재(240)가 상향으로 밀어 올라가고, 결국 전조등(210)의 조사각이 지지부재(230)와 접속한 구동암(220)의 중간부를 중심으로 하향 조절되게 된다.
반대로, 구동모터(260)가 역회전하는 경우 구동모터(260)의 회전축(261)에 접속된 피니언(250)이 반대로 회전하고, 피니언(250)이 반대로 회전함에 따라 기어부재(240)가 하향으로 끌려 내려간다. 이에 의해 전조등(210)의 조사각이 지지부재(230)와 접속한 구동암(220)의 중간부를 중심으로 상향 조절된다.
이와 달리 구동모터(260)가 회전하지 않는 경우 기어부재(240)가 운동하지 않으므로 구동암(220)이 고정되어 전조등(210)의 조사각은 그대로 유지된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 구동부의 제어 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 주행하는 차량(310)이 과속 방지턱(320)에 진입함에 따라 차량(310)의 차체가 상향으로 급격하게 움직이는 현상이 발생한다. 종래와 같이 차량의 전조등이 고정된 경우라면 도 3a에 이점쇈선(330)으로 도시된 바와 같이 운전자의 의도와 달리 전조등의 지향점이 상향으로 급변하여 주변 차량의 운전자의 시야를 방해할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량(310)의 피치각에 대응하도록 차량(310)의 전조등의 조사각을 하향으로 조절함으로써 도 3a에 일점쇄선(340)으로 도시된 바와 같이 차량(310)의 주행방향을 향해 전조등을 비추게 되고, 운전자로 하여금 전방에 대한 시야를 충분히 확보할 수 있도록 한다. 또한, 도 3a에 도시되지는 않았으나, 전조등을 일시적으로 턴오프 시킴으로써 종래와 같이 전조등의 지향점이 상향으로 급변하는 것을 방지할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 주행하는 차량(310)이 과속 방지턱(320)을 통과하는 경우 차량(310)의 차체가 하향으로 급격하게 움직이는 현상이 발생할 수 있다. 한편, 이와 같이 차량(310)의 차체가 상하방향으로 급격하게 움직이는 현상은 차량(310)이 과속 방지턱을 통과하는 외에도 차량(310)이 주행하는 노면의 굴곡에 의해서 발생할 수 있다. 이 경우에도 종래와 같이 차량의 전조등이 고정된 경우라면 도 3b에 이점쇄선(330)으로 도시된 바와 같이 전조등의 지향점이 하향으로 급변하여 차량(310)의 운전자가 전방에 대한 시야를 확보할 수 없고, 이로 인해 선행하는 차량과 충돌 사고의 위험이 존재한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량(310)의 피치각에 따라 전조등의 조사각을 상향으로 조절하거나 상향등을 일시적으로 턴온 시킨다. 즉, 도 3b에 일점쇄선(350)으로 도시된 바와 같이 차량(310)의 주행방향을 향해 전조등 또는 상향등을 비추게 되고 운전자가 시야를 확보할 수 있도록 충분한 광량을 제공하게 된다.
도 4a 및 도 4b는 본발명의 일 실시예에 따른 피치각의 검출 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 먼저 도 4a에 도시된 바와 같이 차량 전방의 영상을 획득한다. 여기서, 전방의 영상은 일정 시간 간격으로 획득되며, 높은 대조(contrast)를 갖는 적외선 영상일 수 있다. 한편, 전방의 영상은 매우 짧은 시간 간격으로 획득되므로 일정 시간 간격 내에서 전방의 영상의 변화는 크지 않다. 따라서, 전방의 영상의 변화량이 임계값을 초과하는지 판단함으로써 차량의 움직임을 검출할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 전방의 영상에서 수평 에지를 일정 시간 간격마다 실시간으로 검출하고, 수직 방향으로 투영하여 에지 강도 히스토그램을 생성한다. 도 4b에는 에지 강도 히스토그램이 흰색으로 도시되어 있으며, 이와 같은 에지 강도 히스토그램에서 피크(peak) 값을 검출한다. 피크 값의 검출은 전방의 영상의 변화를 검출하기 위한 것으로, 보다 정확한 검출을 위해서 피크 값을 페어링(pairing)하여 추적하는 것도 가능하다.
결과적으로 에지 강도 히스토그램에서 피크 값을 추적함으로써 전방의 영상의 변화를 검출할 수 있으며, 피크 값을 나타내는 행(row)의 이동을 통해 차량의 움직임을 검출할 수 있다. 여기서, 전방의 영상이 3차원 실제 좌표에 대응하도록 캘리브레이션(calibration)을 하면, 피크 값을 나타내는 행의 이동을 기초로 3차원 실제 좌표계에서 차량의 피치각을 산출할 수 있다. 한편, 일반적인 차량의 움직임에 따른 노이즈를 제거하기 위해 필터링 과정을 추가적으로 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 램프 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 차량의 램프 제어 방법은 먼저 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각을 산출한다(S510). 여기서, 피치각은 차량의 상하방향 회전운동 범위를 나타내는 수직 회전각으로, 피치각을 산출하는 방식에 대한 구체적인 내용은 이상에서 상술한 바와 같다.
그리고, 산출한 피치각을 기초로 차량의 움직임을 판단한다(S520). 구체적으로 산출한 피치각이 하측 임계값 또는 상측 임계값을 벗어나는 경우 차량이 상하방향으로 급격하게 움직이는 것으로 판단할 수 있고, 산출한 피치각이 하측 임계값 내지 상측 임계값 내의 값을 갖는 경우 차량이 상하방향으로 움직이지 않는 것으로 판단할 수 있다.
차량의 움직임이 상향이라고 판단되는 경우 차량의 전조등의 조사각을 하향으로 조절하고(S530), 차량의 움직임이 하향이라고 판단되는 경우 차량의 상향등을 일시적으로 턴온 시킨다(S540). 여기서, 전조등의 조사각을 조절하지 않고 전조등을 일시적으로 턴오프 시키거나, 상향등을 일시적으로 턴온 시키는 외에 전조등의 조사각을 상향으로 조절하는 것도 가능하다.
한편, 차량의 움직임이 없다고 판단되는 경우 차량의 전조등과 상향등의 온오프 상태와 전조등의 조사각을 그대로 유지하도록 한다.
110: 피치각 검출부 120: 제어부
130: 램프 구동부 131: 전조등 구동부
132: 상향등 구동부 141: 전조등
142: 상향등

Claims (5)

  1. 차량의 전조등과 상향등을 온오프 시키고 상기 전조등의 조사각을 상하방향 으로 조절하는 램프 구동부;
    상기 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각(pitch angle)을 산출하되,전방의 영상에서 수평 에지를 일정 시간 간격마다 실시간으로 검출하고, 검출된 수평 에지를 수직 방향으로 투영하여 에지 강도 히스토그램을 생성하며, 생성된 에지 강도 히스토그램에서 피크(peak) 값에 해당하는 피치각(pitch angle)을 산출하는 피치각 검출부; 및
    상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 상향이라고 판단되는 경우 상기 전조등의 조사각을 하향으로 조절하도록 상기 램프 구동부를 제어하거나, 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 하향이라고 판단되는 경우 상기 상향등을 일시적으로 턴온(turn-on) 시켜 상기 전조등의 조사각을 상향으로 조절하도록 상기 램프 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 차량의 램프 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피치각 검출부는 상기 산출한 피치각을 상기 제어부로 전송하기 위한 통신 인터페이스를 포함하는 차량의 램프 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 차량의 상하방향 움직임을 검출하여 피치각(pitch angle)을 산출하되,전방의 영상에서 수평 에지를 일정 시간 간격마다 실시간으로 검출하고, 검출된 수평 에지를 수직 방향으로 투영하여 에지 강도 히스토그램을 생성하며, 생성된 에지 강도 히스토그램에서 피크(peak) 값에 해당하는 피치각(pitch angle)을 산출하고;
    상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 상향이라고 판단되는 경우 상기 전조등의 조사각을 하향으로 조절하거나, 상기 산출한 피치각을 기초로 상기 차량의 움직임이 하향이라고 판단되는 경우 상기 상향등을 일시적으로 턴온(turn-on) 시켜 상기 전조등의 조사각을 상향으로 조절하는 차량의 램프 제어 방법.
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