KR101285350B1 - Collision avoidance apparatus with adaptive type laser sensor and method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저속 근거리에서의 충돌을 방지할 수 있도록 한 차량용 충돌방지장치에 관한 것으로, 특히, 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로를 따라 주행하는 선행차량에 대하여도 레이저센서를 이용한 정확한 조준 및 거리측정이 가능한 어댑티브 타입 레이저센서를 구비한 차량용 충돌방지장치 및 이를 이용한 충돌방지방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a collision avoidance device for a vehicle that can prevent collision at a low speed short distance, and in particular, accurate aiming and distance measurement using a laser sensor for a preceding vehicle traveling along a curved road as well as on a straight road. The present invention relates to a collision avoidance device for a vehicle having an adaptive laser sensor and a collision avoidance method using the same.
일반적으로, 충돌방지장치는 차량의 충돌을 예방 또는 회피할 수 있도록 한 안전장치를 일컫는다. In general, the collision avoidance device refers to a safety device that can prevent or avoid a collision of the vehicle.
최근 자동차는 운송수단으로서 연비 및 성능의 향상뿐만 아니라 발전된 정보통신기술을 이용하여 보다 향상된 안전성과 편의성을 제공할 수 있는 지능형 자동차로 발전하였다. 하지만 지능형 자동차는 운전자에게 부가적으로 엔터테인먼트시스템이나 공기정화장치, 편의장치 등 많은 기능으로 인해 운전자는 운전을 위한 조작기구 이외의 증가된 조작 기구를 조작하게 되어 운전자의 부주의로 인한 운행상의 위험 또한 증가하였다. 이에 순간적인 방심으로 인한 혼잡한 도심도로에서의 차량충돌을 예방 또는 회피할 수 있기 위한 안전장치에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.Recently, the automobile has developed into an intelligent vehicle that can provide more safety and convenience by using advanced information and communication technology as well as improving fuel economy and performance as a means of transportation. However, intelligent cars have many functions such as entertainment systems, air purifiers, and convenience devices, so that the driver can operate an increased control device in addition to the control device for driving, thereby increasing the risk of driving due to the carelessness of the driver. It was. Accordingly, various studies have been made on safety devices for preventing or avoiding a vehicle crash on a busy city road due to momentary carelessness.
대표적으로 감응 순항제어장치(Adaptive Cruise Control System), 전방 차량추돌경고장치(Forward Vehicle Collision Warning System), 차선 유지 경고시스템(Lane Departure Warning System) 등이 있으며, 특히 순항제어장치는 운전자에게 핸들의 조작을 맡기고 페달로 제어되는 부분들을 마이크로프로세서를 이용해 제어한다. 이러한 정속 주행 시스템은 현재 ON/OFF 방식에 의해 제어가 결정되고 있고 24GHz의 FMC방식의 레이더의 특성에 의해 주로 40km/h 이상의 고속주행에서 주로 사용되어 비교적 큰 사고를 예방하기 위하여 고속상황에서 원거리에 있는 장애물을 감지하는 기술이 대부분이다.Representative examples include the Adaptive Cruise Control System, the Forward Vehicle Collision Warning System, and the Lane Departure Warning System. The pedals are controlled by a microprocessor. This constant speed driving system is currently controlled by ON / OFF method and is mainly used in high-speed driving of 40km / h or more due to the characteristic of 24GHz FMC radar. Most of the technology to detect obstacles.
하지만 실제 교통사고의 대부분은 도심 내에서 혼잡 교통 특성상 교통사고의 70% 이상이 30km/h 이하의 저속에서 많이 발생 되고 있어 기존의 순항제어장치에 적용된 레이더는 근거리에 대한 오차가 크기 때문에 저속 근거리 충돌방지 시스템을 구성하기에 적합하지 않으며 또한 저속상황에서 발생하는 근거리 충돌의 경우는 제동을 위해 필요한 제동거리 보다 운전자 인지를 위해 필요한 공주거리에 영향을 더 많이 받고 있다.However, most of the actual traffic accidents occur in urban areas because more than 70% of traffic accidents occur at low speeds of less than 30km / h. Radar applied to the existing cruise control devices has a large error in near distance, so low-speed near collision It is not suitable for constructing a prevention system, and in case of a close collision occurring in a low speed situation, it is more affected by the princess distance required for driver recognition than the braking distance required for braking.
이에 최근 Volvo에서 선보인 City Safety 기능은 기존에 장애물 감지용으로 많이 사용되던 레이더에서 전환하여 근거리 정밀도가 뛰어난 레이저센서를 사용하는 등 레이저 빔을 발광하고 수광하는 레이저센서가 차량용 근거리 충돌방지장치에서 전방 차량을 감지하거나 거리를 측정하기 위하여 채택되고 있는 추세이다. Recently, the City Safety function introduced by Volvo is a laser sensor that emits and receives a laser beam by using a laser sensor with excellent short-range accuracy by switching from a radar that has been widely used for obstacle detection. It is a trend that is being adopted to detect or measure distance.
하지만, 이같은 레이저센서(11)의 경우 도 1에서 볼 수 있는 것처럼 차량(10)이 곡선도로를 주행하는 경우에는 직진 성향을 갖는 레이저 빔이 곡선도로를 따라 선회하고 이미 다른 방향으로 회전한 선행차량을 정확하게 조준하지 못하는 관계로 선행차량에 대한 감지나 거리측정을 할 수 없었던 문제점이 있었다.
However, in the case of such a
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로를 따라 주행하는 선행차량에 대하여도 레이저센서를 이용한 정확한 조준 및 거리측정이 가능한 어댑티브 타입 레이저센서를 구비한 차량용 충돌방지장치 및 이를 이용한 충돌방지방법을 제공하는데 있다.
Accordingly, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to precisely aim and measure distance using a laser sensor not only on a straight road but also on a preceding vehicle traveling along a curved road. The present invention provides a collision avoidance apparatus for a vehicle having an adaptive type laser sensor and a collision avoidance method using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 차량용 충돌방지장치는, 주행차량의 전방부에 설치되고, 레이저 빔을 발광하는 빔 발광부와, 발광된 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광하는 빔 수광부와, 상기 빔 발광부를 회전하도록 구동하여 레이저 빔의 발광각도를 조절하는 빔 구동부를 구비하는 레이저센서와; 주행차량의 조향각을 측정하는 조향각센서와; 상기 레이저 빔이 선행차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 연산하는 제어기를 포함하여 구성되되, 곡선도로를 주행할 때에는 상기 조향각센서에서 측정된 조향각에 근거하여 상기 레이저 빔의 발광각도를 조절함으로써 상기 곡선도로에 위치한 선행차량에 대한 레이저 빔의 조준 및 거리측정이 가능하도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an anti-collision device for a vehicle according to the technical spirit of the present invention includes a beam light emitting unit installed at a front portion of a traveling vehicle and emitting a laser beam, and a laser beam that is reflected and returned after being emitted. A laser sensor including a light receiving unit for receiving light and a beam driving unit for rotating the beam light emitting unit to adjust an emission angle of a laser beam; A steering angle sensor for measuring a steering angle of the traveling vehicle; And a controller for calculating a distance to the preceding vehicle by using the time until the laser beam is reflected from the preceding vehicle and returning. The driving angle is measured based on the steering angle measured by the steering angle sensor when driving the curved road. The technical configuration features that the laser beam can be aimed and measured on the preceding vehicle located on the curved road by adjusting the emission angle of the laser beam.
여기서, 상기 제어기는 상기 곡선도로에서 선행차량과의 거리 연산시, 측정된 상기 조향각을 근거로 상기 선행차량과의 직선거리에 대응되는 곡선도로의 원호길이를 구하여 상기 선행차량과의 거리로 삼는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the controller calculates an arc length of a curved road corresponding to a straight line distance to the preceding vehicle based on the measured steering angle and calculates the arc length of the curved road based on the measured steering angle to use the distance from the preceding vehicle. It can be characterized.
또한, 상기 레이저 빔의 발광각도는 선행차량이 상기 곡선도로를 따라 먼저 이동한 거리를 감안하여 주행차량의 조향각보다 더 큰 각도로 이루어지도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the light emitting angle of the laser beam may be characterized in that the angle is larger than the steering angle of the driving vehicle in consideration of the distance that the preceding vehicle first moved along the curved road.
또한, 상기 레이저센서는 상호 좌우 이격을 두고 복수개 구비되며, 각 레이저센서의 레이저 빔 발광각도는 선행차량에 대한 감지범위를 넓힐 수 있도록 서로 편차지게 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the plurality of laser sensors are provided with a plurality of spaced apart from each other, the laser beam emission angle of each laser sensor may be characterized in that they are different from each other so as to widen the detection range for the preceding vehicle.
또한, 상기 주행차량 전방부에 설치되고, 전방으로 초음파를 발사하는 음파 발생부와, 상기 음파 발생부로부터 발사된 후 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 음파 감지부로 이루어져 선행차량을 감지할 수 있도록 한 전방 초음파센서를 더 구비하는 특징으로 할 수 있다.In addition, the sound wave generator is installed in the front portion of the traveling vehicle, and emits an ultrasonic wave forward, and a sound wave detection unit for receiving the ultrasonic wave emitted from the sound wave generator after being reflected back to detect the preceding vehicle It may be characterized by further comprising a front ultrasonic sensor.
또한, 상기 전방 초음파센서는 평상시에는 상기 레이저센서를 보조하여 전방에 접근하는 선행차량의 존재 여부를 감지하는데 활용되지만, 상기 레이저센서의 작동 불능시에는 초음파가 선행차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 연산하는데 활용되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the front ultrasonic sensor is usually used to detect the presence of a preceding vehicle approaching the front by assisting the laser sensor, but when the laser sensor is inoperable, the time until the ultrasonic wave is reflected from the preceding vehicle to return. It may be used to calculate the distance with the preceding vehicle by using.
또한, 상기 전방 초음파센서는, 상기 음파 발생부를 회전하도록 구동하여 초음파의 발사각도를 조절하는 음파 구동부를 더 구비하고, 상기 제어기는 상기 조향각센서에서 측정된 조향각을 근거로 초음파의 발사각도를 조절하기 위하여 상기 음파 구동부에 대한 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 할 수 있다.The front ultrasonic sensor may further include a sound wave driver configured to drive the sound wave generator to rotate to adjust the launch angle of the ultrasonic wave, and the controller may adjust the launch angle of the ultrasonic wave based on the steering angle measured by the steering angle sensor. It may be characterized in that for applying a control signal to the sound wave driver.
또한, 상기 주행차량의 전방부 모서리 인근에는 측방으로 초음파를 발사하여 측방에서 접근하는 차량을 감지할 수 있도록 한 측방 초음파센서를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, near the front edge of the driving vehicle may be characterized by further comprising a side ultrasonic sensor to detect the vehicle approaching from the side by emitting an ultrasonic wave to the side.
또한, 상기 제어기는, 선행차량과의 거리, 선행차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율, 상기 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보, 상기 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보를 이용하여 단계별 충돌위험도를 구하는 것을 특징으로 할 수 있다.The controller may include a distance from a preceding vehicle, a rate of change of a distance from a preceding vehicle, a speed of a driving vehicle, a rate of change of a speed of a traveling vehicle, output information by sensing of the side ultrasonic sensor, and output by sensing of the front ultrasonic sensor. It can be characterized by using the information to find the risk of collisions in stages.
또한, 상기 충돌위험도는, 충돌 위험이 없는 상태를 의미하는 안전단계, 충돌 위험이 예상되어 운전자의 주의가 요구되는 상태를 의미하는 경고단계, 충돌이 예상되어 주행차량의 속도를 일부 줄이는 기능이 필요한 상태를 의미하는 위험단계, 충돌이 확실시되어 충돌을 회피하기 위하여 주행차량의 속도를 최대한 줄이는 기능이 필요한 상태를 의미하는 충돌단계로 구분되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the collision risk, a safety step means a state without a collision risk, a warning step means a state that requires the attention of the driver is expected to be a collision risk, a collision is expected to require a function to reduce the speed of the driving vehicle partly It may be characterized as being classified into a dangerous stage, which means a state, and a collision stage, which means a state in which a function is required to reduce the speed of the driving vehicle as much as possible in order to avoid a collision since the collision is sure.
또한, 상기 전방 초음파센서의 출력정보에 의해 충돌위험도를 구하는 경우, 상기 측방 초음파센서의 출력정보에 의해 충돌위험도를 구하는 경우보다 충돌위험도 단계를 한 단계 더 격상시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when the collision risk is calculated by the output information of the front ultrasonic sensor, the collision risk step may be upgraded one step higher than when the collision risk is obtained by the output information of the side ultrasonic sensor.
또한, 상기 전방 초음파센서의 출력정보는 감지된 차량의 접근 정도에 따라 medium과 near로 구분하고, 주행차량의 속도는 slow, medium, fast로 구분하며, 주행차량의 속도변화율은 decelerate, keep, accelerate로 구분하여, 상기 전방 초음파센서의 출력정보가 medium인 경우, 주행차량의 속도가 slow일 때와, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 decelerate, medium 및 keep일 때 위험단계에 속하는 것으로 하고, 상기 전방 초음파센서의 출력정보가 near인 경우, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate일 때와, 주행차량의 속도가 fast일 때 충돌단계에 속하는 것으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the output information of the front ultrasonic sensor is classified into medium and near according to the sensed proximity of the vehicle, and the speed of the driving vehicle is divided into slow, medium, and fast, and the rate of change of the speed of the driving vehicle is decelerate, keep, and accelerate. When the output information of the front ultrasonic sensor is medium, it is assumed that the vehicle belongs to a dangerous stage when the speed of the driving vehicle is slow and when the speed and the rate of change of the driving vehicle are medium, decelerate, medium and keep, respectively. When the output information of the front ultrasonic sensor is near, it may be characterized as belonging to a collision stage when the speed and the rate of change of the traveling vehicle are medium and accelerated respectively, and when the speed of the traveling vehicle is fast.
또한, 상기 측방 초음파센서의 출력정보는 감지된 차량의 접근 정도에 따라 medium과 near로 구분하고, 주행차량의 속도는 slow, medium, fast로 구분하며, 주행차량의 속도변화율은 decelerate, keep, accelerate로 구분하여, 상기 측방 초음파센서의 출력정보가 medium인 경우, 주행차량의 속도가 slow일 때와, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 decelerate, medium 및 keep일 때 경고단계에 속하는 것으로 하고, 상기 측방 초음파센서의 출력정보가 near인 경우, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate일 때 위험단계에 속하는 것으로 하며, 주행차량의 속도가 fast일 때 충돌단계에 속하는 것으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the output information of the lateral ultrasonic sensor is classified into medium and near according to the detected approaching degree of the vehicle, and the speed of the driving vehicle is divided into slow, medium, and fast, and the rate of change of the speed of the driving vehicle is decelerate, keep, accelerate. When the output information of the lateral ultrasonic sensor is medium, it belongs to the warning stage when the speed of the traveling vehicle is slow and when the speed and the rate of change of the driving vehicle are medium, decelerate, medium and keep, respectively. When the output information of the lateral ultrasonic sensor is near, it belongs to the dangerous stage when the speed and the rate of change of the driving vehicle are medium and accelerated respectively, and belongs to the collision stage when the speed of the traveling vehicle is fast. You can do
한편, 본 발명에 의한 차량용 충돌방지방법은, 선행차량에 대하여 레이저 빔을 발광하고, 상기 발광된 레이저 빔이 선행차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 선행차량과의 거리를 연산함으로써, 선행차량과의 충돌위험을 경고할 수 있도록 하되, 주행차량이 곡선도로를 주행할 때에는 주행차량의 조향각에 대응하여 레이저 빔의 발광각도를 조절함으로써 이미 곡선도로를 따라 선회하고 있는 선행차량에 대하여도 조준이 가능하도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. On the other hand, the vehicle collision avoidance method according to the present invention, by emitting a laser beam for the preceding vehicle, by calculating the distance with the preceding vehicle by using the time until the emitted laser beam is reflected from the preceding vehicle, It is possible to warn of the danger of collision with the preceding vehicle, but when the traveling vehicle is driving on the curved road, the preceding vehicle already turning along the curved road by adjusting the emission angle of the laser beam in response to the steering angle of the driving vehicle. It is the technical configuration features that make it possible to aim.
여기서, 선행차량과의 거리 연산시, 주행차량의 조향각을 근거로 상기 선행차량과의 직선거리에 대응되는 곡선도로의 원호길이를 구하여 선행차량과의 거리로 삼는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, when calculating the distance with the preceding vehicle, the arc length of the curved road corresponding to the straight line distance with the preceding vehicle may be obtained based on the steering angle of the traveling vehicle and used as the distance with the preceding vehicle.
또한, 상기 레이저 빔의 발광각도는 선행차량이 상기 곡선도로를 따라 먼저 이동한 거리를 감안하여 주행차량의 조향각보다 더 큰 각도로 이루어지도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the light emitting angle of the laser beam may be characterized in that the angle is larger than the steering angle of the driving vehicle in consideration of the distance that the preceding vehicle first moved along the curved road.
또한, 상기 레이저 빔의 발광은 서로 다른 파장을 갖는 복수의 레이저 빔으로 이루어지고, 각 레이저 빔의 발광각도는 서로에 대하여 편차지게 이루어지도록 하여 선행차량에 대한 감지범위를 넓힌 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the light emission of the laser beam may be made of a plurality of laser beams having different wavelengths, and the emission angle of each laser beam is made to be different from each other to extend the detection range for the preceding vehicle. .
또한, 주행차량 전방으로 초음파를 발사하여 평상시에는 전방에 접근하는 선행차량의 존재 여부만을 감지하지만, 상기 레이저 빔의 발광이 불가능한 비상시에는 발사된 초음파가 선행차량으로부터 반사되어 돌아오는 시간을 이용하여 선행차량과의 거리를 연산할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the vehicle emits an ultrasonic wave toward the front of the driving vehicle, and detects only the presence of the preceding vehicle normally. However, in an emergency in which the laser beam cannot emit light, the ultrasonic wave emitted is reflected by the preceding vehicle. It can be characterized in that the distance to the vehicle can be calculated.
본 발명에 의한 어댑티브 타입 레이저센서를 구비한 차량용 충돌방지장치 및 이를 이용한 충돌방지방법은, 차량의 조향각을 근거로 레이저 빔의 발광각도가 조절되기 때문에 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로를 주행하는 선행차량에 대하여도 정확한 조준 및 거리측정이 가능하다. The vehicle collision avoidance device and the collision avoidance method using the adaptive type laser sensor according to the present invention, since the light emission angle of the laser beam is adjusted based on the steering angle of the vehicle, the preceding vehicle traveling not only on a straight road but also on a curved road Accurate aiming and distance measurement are also possible.
또한, 본 발명은 선행차량과의 거리를 선행차량과의 직선거리가 아니라 곡선주로의 원주길이로써 구하기 때문에 보다 실질적이고 정밀한 거리를 구할 수 있다.In addition, since the present invention obtains the distance from the preceding vehicle as the circumferential length of the curved line instead of the linear distance from the preceding vehicle, a more substantial and precise distance can be obtained.
또한, 본 발명은 레이저 빔의 발광각도를 정할 때 선행차량이 곡선도로를 따라 먼저 이동한 거리를 감안하여 주행차량의 조향각보다 더 큰 각도로 정하기 때문에 선행차량에 대한 정확한 조준이 가능해진다.In addition, in the present invention, when the emission angle of the laser beam is determined, the angle is larger than the steering angle of the driving vehicle in consideration of the distance that the preceding vehicle first moves along the curved road, thereby enabling accurate aiming of the preceding vehicle.
또한, 본 발명은 서로 다른 복수의 레이저 빔을 발광하되, 각 레이저 빔의 발광각도를 서로 편차지게 함으로써 보다 넓은 범위의 감지가 가능하다. In addition, the present invention emits a plurality of different laser beams, by varying the emission angle of each laser beam can be detected in a wider range.
또한, 본 발명은 선행차량과의 거리, 선행차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율을 비롯하여 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보 및 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보까지 이용하여 단계별 충돌위험도를 구하기 때문에 매우 정밀한 충돌 예측과 경보 및 충돌 위험에 따른 차량 제어가 가능해진다.
In addition, the present invention includes the distance from the preceding vehicle, the rate of change of the distance from the preceding vehicle, the speed of the driving vehicle, the rate of change of the speed of the driving vehicle, the output information by the detection of the side ultrasonic sensor and the output information by the detection of the front ultrasonic sensor. By using the step-by-step collision risk, it is possible to precisely predict collisions and control the vehicle according to the warning and collision risk.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 참조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 사용상태도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 개략적인 구성을 보여주는 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 보여주기 위한 주행차량의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 보여주기 위한 주행차량의 정면도.
도 6은 본 발명의 변형실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 구성을 설명하기 위한 사용상태도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치에서 퍼지추론 입력값들의 기능을 설명하기 위한 그래프.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 성능 평가를 위한 실험을 뒷받침하는 일련의 참조도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a reference diagram for describing the prior art.
Figure 2 is a state of use of the vehicle collision avoidance apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a collision avoidance device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a traveling vehicle for showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view of a traveling vehicle for showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is a state diagram used for explaining the configuration of a collision avoidance apparatus for a vehicle according to a modified embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph for explaining the function of the fuzzy inference input values in the vehicle collision avoidance apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 to 14 is a series of reference diagrams to support the experiment for the performance evaluation of the vehicle collision avoidance apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 사용상태도이다. 2 is a state diagram of use of the collision avoidance apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치는 레이저 빔(L)을 주행차량(100)의 전방을 향해서만 발광하는 것이 아니라 곡선도로에 진입한 상태에서는 주행차량(100)의 조향각에 따라 연동하여 레이저 빔(L)의 발광각도가 꺾어지도록 조절함으로써 선행차량(20)을 정확히 조준할 수 있도록 구성된다. As shown, the collision avoidance device for a vehicle according to an embodiment of the present invention does not emit the laser beam L only toward the front of the driving
이로써, 본 발명은 진선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로를 따라 주행할 때에도 선행차량(20)에 대하여 레이저 빔(L)을 조준할 수 있게 되어 충돌방지를 위한 거리측정이 가능해지는 것이다. As a result, the present invention enables the laser beam L to be aimed at the preceding
이하, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 구성에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of a vehicle collision avoidance apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 개략적인 구성을 보여주는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 보여주기 위한 주행차량의 평면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 보여주기 위한 주행차량의 정면도이다. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a collision avoidance device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view of a driving vehicle for showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention. . 5 is a front view of a traveling vehicle for showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치는, 레이저 빔(L)의 발광각도를 조절하는 것이 가능하도록 구성된 레이저센서(110)를 중심으로, 상기 레이저센서(110)를 보조하는 전방 초음파센서(120), 조향각센서(130), 제어기(140) 및 측방 초음파센서(150)를 포함하여 이루어져서 주행차량(100)이 곡선도로에 진입하였을 때에도 곡선도로를 따라 선회하고 있는 선행차량(20)에 대해 레이저 빔(L)을 통한 거리측정이 용이하게 이루어지는 것이다. As shown, the vehicle collision avoidance apparatus according to an embodiment of the present invention, the
아래에서는 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 구성에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the collision avoidance apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with respect to each of the above components.
먼저, 상기 레이저센서(110)는 주행차량(100)의 전방부에 설치되어 수시로 레이저 빔(L)을 발광하고 수광하면서 상기 제어기(140)에 선행차량(20)의 감지여부 및 상대거리 측정을 위한 전기신호를 보내는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 레이저센서(110)는 선행차량(20)에 대하여 레이저 빔(L)을 발광하는 빔 발광부(111)와, 발광된 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔(L)을 수광하는 빔 수광부(112)를 기본적으로 구비하는 한편, 레이저 빔(L)의 발광각도를 조절하기 위한 빔 구동부(113)를 구비한다. First, the
여기서, 상기 빔 구동부(113)는 선행차량(20)의 전방부에 고정된 베이스(113a)와, 상기 베이스(113a)에서 좌편과 우편으로 회전 가능하게 장착되어 레이저 빔(L)의 발광각도를 조절할 수 있도록 한 마운트(113b)로 이루어진다. 상기 마운트(113b)에는 상기 빔 발광부(111)가 설치되어 있다. 상기 빔 구동부(113)에서 베이스(113a)에 대하여 회전하는 마운트(113b)의 동작을 위한 구성은 간단히 모터 및 감속기어들의 조합으로 이루어질 수 있다. Here, the
또한, 상기 빔 구동부(113)는 상기 제어기(140)를 중심으로 조향각센서(130)와 연동되어 있으며, 상기 조향각센서(130)에서 측정된 주행차량(100)의 조향각보다 좀 더 큰 각도로 상기 마운트(113b)를 회전시킴으로써 곡선도로에서 앞서 주행하고 있는 선행차량(20)에 대하여 정확한 조준이 이루어지게 한다. 만일, 상기 레이저 빔(L)의 조준을 위한 회전각도가 측정된 조향각과 동일하다면 곡선도로를 따라 먼저 이동한 선행차량(20)에 대하여 레이저 빔(L)의 조준이 빗나갈 가능성이 있다. 따라서 레이저 빔(L)에 의한 감지거리 범위를 사전에 정한 후 감지거리 범위의 최대거리(대략 6~8m 이내)를 감안하여 상기 조향각에 따른 추가각도를 산정하고, 레이저 빔(L)의 발광각도를 최종 결정한다. 이같은 연산은 상기 제어기(140)가 수행하게 된다.In addition, the
상기 전방 초음파센서(120)는 주로 거리측정에 사용되는 상기 레이저센서(110)를 보조하여 주행차량(100) 전방으로 선행차량(20)이 가까이 접근하였을 때 감지하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 전방 초음파센서(120)는 상기 주행차량(100) 전방부에 설치되고, 전방으로 초음파를 발사하는 음파 발생부(121)와, 상기 음파 발생부(121)로부터 발사된 후 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 음파 감지부(122)로 이루어져 선행차량(20)을 감지할 수 있도록 한다.The front
또한, 상기 전방 초음파센서(120)는 상기 음파 발생부(121)를 회전하도록 구동하여 초음파의 발사각도를 조절할 수 있도록 하는 음파 구동부(123)를 더 구비한다. 이처럼 음파 구동부(123)가 구비되는 이유는 상기 전방 초음파센서(120)가 상기 레이저센서(110)의 작동 불능시에는 레이저센서(110)의 역할을 대신하기 위함이다. 이 경우, 상기 제어기(140)는 초음파가 선행차량(20)으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 선행차량(20)과의 거리를 연산하게 되며, 상기 조향각센서(130)에서 측정된 조향각을 근거로 초음파의 발사각도를 조절하기 위하여 상기 음파 구동부(123)에 대한 제어신호를 인가한다.In addition, the front
한편, 상기 측방 초음파센서(150)는, 주행차량(100)의 전방부 모서리 인근에 설치된다. 이로써, 주행차량(100)의 측방으로 초음파를 발사하여 측방에서 접근하는 차량을 감지할 수 있게 된다. On the other hand, the side
이처럼, 본 발명의 실시예에 의하면 선행차량(20)을 감지함과 동시에 거리 측정에 이용할 수 있도록 마련된 레이저센서(110)와, 상기 레이저센서(110)를 보조하여 전방으로 더욱 근접한 선행차량(20)을 감지하는 역할을 수행하는 전방 초음파센서(120)와, 측방에서 접근하는 차량을 감지하는 역할을 수행하는 측방 초음파센서(150)를 구비하여 유기적으로 활용함으로써 근접하는 차량들과의 충돌을 보다 정확히 예측하여 충돌을 방지할 수 있는 것이다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세히 설명하기로 한다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the
상기 조향각센서(130)는 주행차량(100)의 조향각을 측정하는 역할을 한다. 일반적으로 조향각센서는 차량의 조향시스템의 주요 핵심부품으로 운전자가 핸들에 가하는 회전각도, 방향 및 회전속도를 감지해 필요한 보조 동력의 크기와 방향을 차량의 다기능 제어 소프트웨어가 판단하게 함으로써 수시로 변하는 주행 환경에 맞춰 최적의 핸들 조작을 제공하고 서스펜션 및 헤드라이트의 방향을 조정하는 센서를 말한다. 현재 이같은 조향각센서에 관한 기술은 다양하게 공지되어 있고 0.1도까지 측정 가능한 제품들이 상용화되어 있으므로 본 발명에 따른 조향각센서(130)를 위해 상용화된 조향각센서 중 적합한 것으로 판단되는 어느 하나를 채용하여 사용하기만 하면 된다. The
상기 제어기(140)는 상기 조향각센서(130)에서 측정된 조향각을 근거로 상기 레이저 빔(L)의 발사각 조절을 위하여 상기 레이저센서(110)의 빔 구동부(113)에 대한 제어신호를 인가하고, 상기 레이저 빔(L)이 선행차량(20)으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 선행차량(20)과의 이격된 거리를 연산하는 역할을 한다. The
다만, 상기 제어기(140)는 선행차량(20)과의 거리 연산시 주행차량(100)과 선행차량(20)간 직선거리(d1)가 아니라 곡선길이(d2) 즉, 곡선도로의 원호길이를 구한다. 이를 위해 레이저 빔(L)이 반사되어 되돌아오는 시간을 이용하여 구해진 주행차량(100)과 선행차량(20)간 직선거리(d1)에 주행차량(100)의 조향각을 반영함으로써 곡선거리(d2) 즉, 곡선도로의 원호길이에 해당되는 곡선거리(d2)를 얻을 수 있게 된다. 이 곡선거리(d2)는 곡선도로상에서 실질적이며 정확한 선행차량(20)과의 거리가 된다.
However, the
도 6은 본 발명의 변형실시예에 의한 차량용 충돌방지장치의 구성을 설명하기 위한 사용상태도이다.6 is a state diagram used to explain the configuration of a vehicle collision avoidance apparatus according to a modified embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 변형실시예에서는 차량의 전방 중앙에서 좌우로 이격을 두고 복수개의 레이저센서(110a,110b)가 구비되며, 각 레이저센서(110a,110b)의 레이저 빔(L1,L2) 발광각도는 서로 편차지게 이루어지는 것을 특징으로 한다. 도면에 기재된 A는 각 레이저센서(110a,110b)에서 발광되는 각각의 레이저 빔(L1,L2)이 이루고 있는 편차각도이다. 상기 편차각도(A)가 커질수록 감지범위는 늘어나고 반대로 상기 편차각도(a) 줄어들수록 감지범위는 줄어든다. As shown, in the modified embodiment of the present invention, a plurality of
이같은 구성에 의하면 도 6에서 볼 수 있는 것처럼 편차지게 복수로 발광된 레이저 빔(L1,L2)에 의해 선행차량(20)에 대한 감지범위를 좌우로 넓힐 수 있게 되어 곡선도로에서도 선행차량(20)을 놓치지 않고 감지하는 것이 가능해지게 된다. According to such a configuration, as shown in FIG. 6, the detection range of the preceding
이로써, 직진 성향을 갖는 레이저 빔(L1,L2)의 좌우 감지범위가 극히 좁게 형성되는 문제를 완전히 해소할 수 있게 되며, 레이저 스캐너와 같이 값비싼 장비를 구비하지 않아도 넓은 감지범위를 확보할 수 있게 된다. As a result, it is possible to completely solve the problem that the left and right sensing ranges of the laser beams L1 and L2 having the straightness tend to be extremely narrow, and to secure a wide sensing range even without expensive equipment such as a laser scanner. do.
한편, 상기 복수개의 레이저센서(110a,110b)는 서로 다른 파장의 레이저 빔(L1,L2)을 발광하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 반도체 레이저만을 고려하더라도 GaAs 레이저와 CdS 레이저의 파장은 각각 0.84μm와 0.494μm로 구분되기 때문에 이같은 구성을 용이하게 실시할 수 있다. Meanwhile, the plurality of
이로써, 선행차량(20)으로부터 반사되어 되돌아오는 레이저 빔(L1,L2)을 수광할 때 복수개 구비된 레이저센서(110a,110b) 중 어느 것으로부터 발광된 레이저 빔(L1,L2)인지 명확히 구분하여 선행차량(20)의 정확한 감지위치를 파악할 수 있는 것이다.
As a result, when receiving the laser beams L1 and L2 reflected from the preceding
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치는 퍼지추론에 의하여 충돌위험도를 단계별로 산출하여 차등된 경고를 발하거나 차량의 동작을 자동으로 제어할 수 있도록 동작된다. 이에 대해 설명하면 다음과 같다.The collision avoidance apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention configured as described above is operated to calculate a collision risk step by step based on fuzzy inference to issue a differential warning or to automatically control the operation of the vehicle. This is explained as follows.
이를 위해 제어기(140)가 레이저센서(110)를 이용하여 연산한 선행차량(20)과의 거리와, 거리변화율, 주행차량의 속도 및 속도변화율을 이용하는 한편, 이에 더해 전방 초음파센서(120)와 측방 초음파센서(150)를 이용한 출력정보에 의해 충돌위험도를 단계별로 산출한다. 상기 충돌위험도는 안전단계, 경고단계, 위험단계, 충돌단계의 4가지 단계로 구분하고 이에 따라 차등된 경고를 발함으로써 운전자가 충돌위험에 대하여 실질적으로 대응할 수 있도록 하거나, 차량의 동작을 자동으로 제어하여 선행차량(20)과의 충돌을 회피할 수 있도록 할 수 있다. To this end, the
여기서, 상기 안전단계는 충돌 위험이 없는 상태를 의미하며, 경고단계는 충돌 위험이 예상되는 단계로 운전자의 주의가 요구되는 상태를 의미한다. 또한, 위험단계는 충돌이 예상되는 단계로 주행차량(100)의 속도를 일부 줄이는 기능이 필요한 상태를 의미하며, 충돌단계는 충돌이 확실시되는 단계로 충돌을 회피하기 위하여 주행차량(100)의 속도를 최대한 줄이는 기능이 필요한 상태를 의미한다. Here, the safety step means a state where there is no risk of collision, and the warning step means a state in which attention of the driver is required as a step in which a collision risk is expected. In addition, the dangerous step means a state in which a collision is expected, and a state in which a function of reducing the speed of the driving
측방 초음파센서(150)의 출력정보, 전방 초음파센서(120)의 출력정보, 레이저센서(110)에 의한 선행차량(20)과의 거리정보, 주행차량(100)의 속도, 속도변화율를 이용하여 선행차량(20)과의 충돌위험도를 각 단계별로 산출하는 방법은 아래와 같다. By using the output information of the side
첨부된 도 7을 참조하면, 측방 초음파센서(150)에 의한 출력정보(us(k))의 경우 (a)와 같이, 측방에서 접근하여 감지되는 차량의 감지 강도에 따라 medium과 near로 구분하고, 다른 입력값들을 고려하여 경고단계, 위험단계, 충돌단계를 결정한다. Referring to FIG. 7, in the case of the output information u s (k) by the lateral
전방 초음파센서(120)에 의한 출력정보(uf(k))의 경우 (b)와 같이, 전방에서 접근하여 감지되는 차량의 감지 강도에 따라 medium과 near로 구분하고, 다른 입력값들을 고려하여 경고단계, 위험단계, 충돌단계를 결정한다. 상기 전방 초음파센서(120)의 경우 측방 초음파센서(150)에서 차량이 감지된 경우보다 충돌위험도 단계를 한 단계 높게 격상시킨다. 이는 주행차량(100)의 전방이동이 측방이동에 비해 훨씬 빠르게 이루어지기 때문에 전방 차량에 대한 충돌위험성이 측방차량에 대한 충돌위험성보다 훨씬 높기 때문이다.In the case of the output information u f (k) by the front
상기 레이저센서(110)에 의한 거리정보(dk(k))의 경우 (c)와 같이, 0 내지 2m를 near로, 2 내지 4.5m를 medium으로, 4.5 내지 6m를 far로 구분하고, 각 경우에 대하여 다른 입력값들을 고려하여 안전단계, 경고단계, 위험단계, 충돌단계를 결정한다. 이를 위해 초기화 과정을 수행한 후 주행 차량의 속도를 측정하고, 측정된 주행차량(100)의 속도가 30km/h 이상이면 계속적으로 속도를 측정한다. 반면에, 주행 차량의 속도가 30km/h 이하이면 레이저센서(110)가 선행차량(20)과의 거리를 측정하는지 확인한다. 레이저센서(110)에 선행차량(20)의 거리정보가 없다는 것은 순간적인 오류로 인하여 정보가 수신되지 않거나 전방 6m 이내에 차량이 없는 경우인데, 이를 판단하기 위하여 선행차량(20)의 거리정보가 없는 시간(error time)이 설정된 max error time과 비교하여 그보다 크다면 전방에 차량의 없는 경우로 판단하고, 그보다 작다면 순간적인 오류에 의해서 발생된 것으로 판단한다. 선행차량(20)과의 거리정보가 수신되면 Kalman filter를 이용하여 노면의 요철에 의해서 발생되는 급격한 변화를 보정한다. 다음으로, Kalman filter를 이용하여 보정한 선행차량(20)과의 거리정보와 최대 차간거리정보(dmax(k))를 비교한다. 최대 차간거리정보는 30km/h의 차량을 정지시키기 위하여 필요한 최소 정지거리(Ds)에 안전계수를 고려하여 설정한 거리를 의미한다. 최소 정지거리는 속도에 따라 결정되는 운동에너지가 제동으로 소비되는 에너지와 같다는 원리를 이용하여 아래의 식과 같이 계산된다.In the case of the distance information (d k (k)) by the
DS = (V2m/2μg)D S = (V 2 m / 2μg)
단, m은 차량의 질량이며 μ는 마찰계수이다. 마찰계수는 건조한 노면(dry pavement)을 기준으로 0.8의 값을 사용하였다. 차량의 속도는 30km/h를 기준으로 최소 정지거리는 4.5m로 계산되며 안전을 고려하고 6m를 최대 차간거리로 설정하였다. 선행차량(20)에 대한 거리정보가 최대 차간거리보다 크다면 거리 정보에 오류가 있다고 판단하여 처음 단계로 돌아간다. 반면에, 선행차량(20)의 거리정보가 최대 차간 거리보다 작다면 퍼지추론을 이용하여 충돌 상태를 판단하는 단계에서 충돌 위험도를 판단한다. Where m is the mass of the vehicle and μ is the coefficient of friction. The coefficient of friction used a value of 0.8 based on dry pavement. The vehicle's speed is calculated as the minimum stopping distance of 4.5m based on 30km / h. For safety reasons, 6m is set as the maximum distance between cars. If the distance information on the preceding
상기 거리변화율 정보(△dk(k))의 경우 (d)와 같이, -0.15 내지 0.15m를 keep로, 그 범위 미만이면 decrease로, 그 범위 이상이면 increase로 구분하고, 각 경우에 대하여 다른 입력값들을 고려하여 안전단계, 경고단계, 위험단계, 충돌단계를 결정한다. In the case of the distance change rate information Δd k (k), as in (d), -0.15 to 0.15 m is classified as keep, if it is less than the range, it is classified as decrease, and if it is more than the range, it is classified as different. The safety level, warning level, danger level and collision level are determined by considering the input values.
상기 주행차량(100)의 속도정보(vm(k))의 경우 (e)와 같이, 10 내지 22.5km/h를 medium으로, 그 범위 미만이면 slow로, 그 범위 이상이면 fast로 구분하고, 각 경우에 대하여 다른 입력값들을 고려하여 안전단계, 경고단계, 위험단계, 충돌단계를 결정한다. In the case of the speed information (v m (k)) of the traveling
상기 속도변화율 정보(△vm(k))의 경우(f)와 같이, -2 내지 2m/s2를 keep로, 그 범위 미만이면 decrease로, 그 범위 이상이면 increase로 구분하고, 각 경우에 대하여 다른 입력값들을 고려하여 안전단계, 경고단계, 위험단계, 충돌단계를 결정한다. As in the case of the speed change rate information (Δv m (k)), -2 to 2 m / s 2 is kept as a keep, if it is below the range, it is classified as a decrease, if it is above the range, it is classified as an increase, and in each case Consider other input values to determine safety level, warning level, danger level and collision level.
본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치에서는 상기와 같은 퍼지 입력값들에 의해 표 1과 같이 51개의 퍼지룰을 마련하여 충돌위험도를 단계별로 판단하게 된다.In the collision avoidance apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention, 51 fuzzy rules are prepared based on the fuzzy input values as described in Table 1 to determine a collision risk step by step.
표 1에 정리된 퍼지룰 및 이에 의해 판단되는 충돌위험도를 간략히 살펴보면 다음과 같다.The fuzzy rules summarized in Table 1 and the collision risks determined by them are briefly described as follows.
퍼지룰1 내지 9는 선행차량(20)과의 거리가 far인 경우에 대한 것이다. The
이 경우 충돌위험도는 안전단계와 경고단계로 나뉘며 대부분은 안전단계에 속한다. 충돌위험도가 경고단계에 속하는 경우는 거리변화율이 decrease고, 주행차량(100)의 속도와 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate, fast 및 keep, fast 및 accelerate일 때이다. In this case, the collision risk is divided into a safety stage and a warning stage, most of which belong to a safety stage. When the collision risk falls within the warning stage, the rate of change of distance decreases and the speed and rate of change of the driving
퍼지룰10 내지 32는 선행차량(20)과의 거리가 medium인 경우에 대한 것이다. The purge rules 10 to 32 are for the case where the distance from the preceding
이 중 거리변화율이 increase인 경우, 대부분 안전단계에 속하지만, 속도 및 속도변화율이 각각 fast 및 accelerate일 때 경고단계에 속하게 된다. When the rate of change of distance is increased, most of them belong to the safety stage, but they belong to the warning stage when the speed and rate of change are fast and accelerated, respectively.
또한, 거리변화율이 keep인 경우, 속도 및 속도변화율이 각각 slow 및 decelerate, slow 및 keep, medium 및 decelerate일 때 안전단계에 속하고, 속도 및 속도변화율이 각각 slow 및 accelerate, medium 및 keep, medium 및 accelerate, fast 및 decelerate, fast 및 keep일 때 경고단계에 속하며, 속도 및 속도변화율이 각각 fast 및 accelerate일 때 위험단계에 속한다. In addition, if the rate of change of distance is keep, the speed and rate of change are slow and decelerate, slow and keep, medium and decelerate, respectively, and belong to the safety phase, and the rate of change of speed is slow and accelerate, medium and keep, medium and It belongs to the warning stage when accelerated, fast and decelerate, fast and keep, and it belongs to the dangerous stage when speed and rate of change are fast and accelerated respectively.
또한, 거리변화율이 decrease인 경우, 속도 및 속도변화율이 각각 slow 및 decelerate, slow 및 keep, medium 및 decelerate일 때 경고단계에 속하고, 속도 및 속도변화율이 각각 slow 및 accelerate, medium 및 keep, fast 및 decelerate, fast 및 keep일 때 위험단계에 속하며, 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate, fast 및 accelerate일 때 충돌단계에 속한다. Also, if the rate of change of distance is decreasing, it belongs to the warning stage when the speed and rate of change are slow and decelerate, slow and keep, medium and decelerate, respectively, and the rate and rate of change are slow and accelerate, medium and keep, fast and It belongs to the dangerous stage when decelerate, fast and keep, and it belongs to the collision stage when the speed and rate of change are medium, accelerate, fast and accelerate respectively.
퍼지룰33 내지 39는 선행차량(20)과의 거리가 near인 경우에 대한 것이다. The purge rules 33 to 39 are for the case where the distance from the preceding
이 중 거리변화율이 increase인 경우, 속도가 slow일 때 경고단계에 속하고, 속도가 medium이나 fast일 때 위험단계에 속하게 된다. If the rate of change of distance is increased, it belongs to the warning stage when the speed is slow and belongs to the dangerous stage when the speed is medium or fast.
또한, 거리변화율이 keep인 경우, 속도가 slow일 때 위험단계에 속하고, 속도가 medium이나 fast일 때 충돌단계에 속하게 된다. Also, if the distance change rate is keep, it belongs to the dangerous stage when the speed is slow, and belongs to the collision stage when the speed is medium or fast.
또한, 거리변화율이 decrease인 경우, 속도나 속도변화율과 관계없이 충돌단계에 속하게 된다.In addition, if the rate of change of distance is decreasing, it belongs to the collision stage regardless of speed or rate of change of speed.
퍼지룰40 내지 45는 측방 초음파센서(150)에 차량이 감지된 경우에 대한 것이다. The purge rules 40 to 45 are for the case where the vehicle is detected by the side
이 중 측방 초음파센서(150)의 출력정보가 medium인 경우, 속도가 slow일 때, 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 decelerate, medium 및 keep일 때 경고단계에 속한다.If the output information of the lateral
또한, 측방 초음파센서(150)의 출력정보가 near인 경우, 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate일 때 위험단계에 속하고, 속도가 fast일 때 위험단계에 속하며, 그 이후 속도 및 속도변화율이 없을 때 충돌단계에 속한다.In addition, when the output information of the lateral
퍼지룰46 내지 51은 전방 초음파센서(120)에 차량이 감지된 경우에 대한 것이다. 전방 초음파센서(120)에 의해 차량이 감지된 경우는 측방 초음파센서(150)에 의해 차량이 감지된 경우보다 충돌위험도는 한 단계 격상된다.The purge rules 46 to 51 correspond to a case where a vehicle is detected by the front
즉, 전방 초음파센서(120)의 출력정보가 medium인 경우, 속도가 slow일 때, 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 decelerate, medium 및 keep일 때 위험단계에 속한다.That is, when the output information of the front
또한, 전방 초음파센서(120)의 출력정보가 near인 경우, 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate일 때, 속도가 fast일 때, 그 이후 속도 및 속도변화율이 없을 때 충돌단계에 속한다.In addition, when the output information of the front
전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 레이저센서(110)를 통해 얻어진 선행차량(20)과의 거리와, 거리변화율, 주행차량(100)의 속도 및 속도변화율을 입력값으로 이용하는 것에 더해, 전방 초음파센서(120)와 측방 초음파센서(150)를 이용한 출력정보까지 입력값으로 활용하여 충돌위험도를 보다 더 세분화한 단계들로 산출한다. 이에 따라 차량간 충돌위험성을 보다 실질적이며 보다 정밀하게 예측할 수 있게 된다.As described above, in the embodiment of the present invention, in addition to using the distance with the preceding
실험예: 퍼지추론 기반 충돌방장치의 성능 평가Experimental Example: Performance Evaluation of Fuzzy Reasoning-based Collision Room
본 실험에서는 도 8과 같이, 국내 G사의 L 차량을 이용하여 실험용 차량을 구현하였다. 실험 차량에 (b)와 같이 설치된 레이저센서는 감지 거리(l1)가 최대 6m인 Data sensor 사의 S80-YL0 모델을 사용하였으며, 앞 범퍼에 장착된 전방 초음파센서 및 측방 초음파센서는 (a)와 같이 감지거리(l2)가 최대 3m, 감지 범위가 ru=25°인 SensorTec 사의 차량용 STMA -506 모델을 사용하였다. 특히, 레이저센서는 유리를 투과하면 거리정보의 오차가 커질 수 있는 특성을 감안하여 차량의 외부 중앙에 지면으로부터 h1=0.65m 높이에 설치하였다. 상기 전방 초음파센서 및 측방 초음파센서는 (c)와 같이 지면으로부터 h2=0.6cm 높이에 w1=60cm, w2=30cm 간격을 두고 설치하였다. 여기서, 전방 초음파센서 2개는 정면을 바라보도록 설치하였고 측방 초음파센서는 ri=70°를 이루도록 설치하였다. 마지막으로, 최대 차간거리 dmax는 레이저센서의 측정거리인 6m로 설정하였다.In this experiment, as shown in Fig. 8, a test vehicle was implemented using a domestic L company G vehicle. The laser sensor installed in the test vehicle as (b) used S80-YL0 model of Data sensor with a sensing distance (l 1 ) of up to 6m.The front and side ultrasonic sensors mounted on the front bumper were (a) and Similarly, we used SensorTec's automotive STMA-506 model with a sensing distance (l 2 ) of up to 3m and a sensing range of r u = 25 °. In particular, the laser sensor is installed at the height of h 1 = 0.65m from the ground in the outer center of the vehicle in consideration of the characteristic that the error of the distance information can be increased if the glass penetrates. The front ultrasonic sensor and the side ultrasonic sensor were installed at intervals of w 1 = 60 cm and w 2 = 30 cm at a height of h 2 = 0.6 cm from the ground as shown in (c). Here, two front ultrasonic sensors were installed to face the front and side ultrasonic sensors were installed to achieve r i = 70 °. Finally, the maximum inter-vehicle distance d max was set to 6m, the measuring distance of the laser sensor.
상기 레이저센서는 UART를 이용하여 본 발명의 실시예에서 제어기에 해당되는 ECU와 연결되도록 하였으며, 전방 초음파센서 및 측방 초음파센서는 인터럽트(interrupt) 핀과 GPI/O(general purpose I/O) 핀을 이용하여 ECU와 연결되도록 하였다. 상대속도 및 상대가속도를 계산하기 위한 단위시간은 ECU의 연산 처리 주기로 설정하였으며, 근거리 환경을 고려하여 100 ms로 설정하였다. 주행차량의 속도를 측정하는 OBD 장치로는 Free-GPS 사의 free-OBD Plus Mini 모델이 사용되었다. 특히, 사용된 OBD 장치는 블루투스를 이용하여 무선으로 주행차량의 속도 및 정보를 수신할 수 있으므로 다양한 분야에 활용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 충돌경보 알고리즘이 내장된 ECU는 FlexRay와 CAN 컨트롤러가 내장된 Freescale 사의 MC9S- 12XF512를 사용하여 제작되었다. 여기에서, CAN 트랜시버는 NXP사의 PCA82C250이 사용되었으며 OBD 데이터 수신을 위한 블루투스 수신모듈은 Firmtech 사의 FB755AX가 사용되었다. 마지막으로, 관련정보를 모니터링하기 위하여 Vector사의 CANoe.FlexRay 7.2가 이용되었다.The laser sensor is connected to the ECU corresponding to the controller in the embodiment of the present invention by using a UART, and the front ultrasonic sensor and the lateral ultrasonic sensor use an interrupt pin and a GPI / O (general purpose I / O) pin. Connected to the ECU. The unit time for calculating the relative speed and the relative acceleration was set as the operation processing cycle of the ECU and set to 100 ms in consideration of the short-range environment. As an OBD device that measures the speed of the vehicle, Free-GPS's free-OBD Plus Mini model was used. In particular, the used OBD device has the advantage that it can be used in various fields because it can receive the speed and information of the driving vehicle wirelessly using Bluetooth. ECUs with built-in collision alarm algorithms were built using Freescale's MC9S-12XF512 with FlexRay and CAN controller. Here, CAN transceiver uses NXP's PCA82C250 and Bluetooth receiving module for OBD data reception uses Firmtech's FB755AX. Finally, Vector's CANoe.FlexRay 7.2 was used to monitor the relevant information.
퍼지추론 기반 충돌방지장치의 성능평가를 위하여 차량의 주행조건에 따라서 세 가지 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험은 30km/h 이하의 속도에서 전방에 위치한 선행차량과 함께 주행하면서 충돌방지장치가 정상적으로 동작되는지를 평가하였다. 두 번째 실험은 측방에서 차량이 끼어들 경우에 충돌방지장치가 정상적으로 동작하는지를 평하였다. 특히, 측방에서 접근하는 차량에 대하여 측방 초음파센서는 물론, 전방 초음파센서와 레이저센서가 어떻게 측정하는지를 확인하였다. 마지막 실험은 정차된 차량을 가정한 물체에 충돌하는 실험을 수행하였다. 마지막 실험은 운전 중 운전자의 부주의로 인하여 전방에 정차하고 있는 차량과 충돌하는 경우를 모사한 실험이다.
In order to evaluate the performance of the fuzzy inference based collision avoidance system, three experiments were performed according to the driving conditions of the vehicle. The first experiment evaluated whether the collision avoidance system was operating normally while driving with the preceding vehicle located at a speed below 30 km / h. The second experiment evaluated whether the collision avoidance device would work normally when the vehicle was cut off on the side. In particular, it was confirmed how the front ultrasonic sensor and the laser sensor as well as the side ultrasonic sensor for the vehicle approaching from the side. The final experiment was to collide with an object assuming a stopped vehicle. The final experiment simulates a collision with a vehicle stopping in front due to the carelessness of the driver while driving.
- 선행차량과 함께 주행할 때 -When driving with a preceding vehicle
도 9는 선행차량과 함께 주행한 경우, 전방 초음파센서 및 측방 초음파센서의 상태(a 참조), 전방 차량과의 거리(b 참조), 거리변화율(c 참조), 주행차량의 속도(d 참조), 속도변화율(e 참조) 및 충돌위험도의 변화(f 참조)를 나타내고 있다. 9 shows the state of the front ultrasonic sensor and the side ultrasonic sensor (see a), the distance with the front vehicle (see b), the distance change rate (see c), and the speed of the driving vehicle (see d) when the vehicle is driven with the preceding vehicle. , The rate of change of velocity (see e) and the change in collision risk (see f).
도 9에서 볼 수 있듯이 선행차량과의 거리가 줄어들고 속도가 증가하는 경우에 단계적으로 충돌위험도가 증가함을 확인하였다. 반대로, 선행차량과의 거리가 증가하고 속도가 감소하는 경우에는 충돌위험도 단계가 증가하지 않고 경보단계를 유지하다 감소함을 확인하였다. 특히, 약 3.4초 전후에는 선행차량과의 거리는 상대적으로 멀지만 선행차량과의 거리변화율이 상대적으로 커서 충돌위험도 단계가 충돌단계까지 증가하여 운전자에게 위험을 경보하는 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 9, the collision risk was increased step by step when the distance from the preceding vehicle is reduced and the speed is increased. On the contrary, when the distance from the preceding vehicle increases and the speed decreases, it is confirmed that the collision risk level does not increase but maintains and decreases the warning level. In particular, about 3.4 seconds, the distance from the preceding vehicle is relatively long, but the distance change rate with the preceding vehicle is relatively large, so the collision risk level increases until the collision stage, thereby warning the driver of the danger.
도 10은 선행차량과 함께 주행한 경우, 각각의 충돌위험도 단계에 따라 시각적으로 경보하는 경보장치를 나타내고 있다. 상기 선행차량과의 거리가 줄어들수록 충돌위험도가 증가하면서 상기 경보장치에서 시각적으로 표시되는 것을 확인하였다. 특히, (c)의 위험단계와 (d)의 충돌단계에서는 즉각적인 제동이 필요할 만큼 선행차량과의 거리가 가까워진 것을 확인할 수 있다.
FIG. 10 illustrates an alarm system that visually alerts each collision risk level when driving with a preceding vehicle. As the distance from the preceding vehicle decreases, it is confirmed that the warning device is visually displayed while increasing the collision risk. In particular, in the dangerous stage of (c) and the collision stage of (d), it can be seen that the distance from the preceding vehicle is close enough to require immediate braking.
- 측방에서 차량이 끼어들 때-When the vehicle cuts in from the side
도 11은 측방에서 차량이 끼어든 경우, 측방 초음파센서의 상태(a 참조), 선행차량과의 거리(b 참조), 거리변화율(c 참조), 주행차량의 속도(d 참조), 속도변화율(e 참조)과 충돌위험도 변화(f 참조)를 나타내고 있다. 11 shows the state of the side ultrasonic sensor (see a), the distance from the preceding vehicle (see b), the distance change rate (see c), the speed of the driving vehicle (see d), and the speed change rate when the vehicle is interrupted from the side. and change in collision risk (see f).
(a)와 같이 약 1초 전후에 측방 초음파센서에 의해 측방에서 끼어들려는 차량이 감지되었으며 약 1.7초 전후하여 차량의 전방으로 차선을 이동하여 전방 초음파센서에 의해 감지되었다. 이와 동시에 (b)에서 볼 수 있는 것처럼 레이저센서에 의한 선행차량(20)과의 거리정보는 0으로 유지되다 약 2.2초에 순간적으로 약 2.445m의 값을 나타내는 것이 확인되었다. 이는 전방 초음파센서의 경우 레이저센서보다 끼어든 차량에 대하여 가까운 위치에서 감지를 하기 때문이다. As shown in (a), the vehicle to be cut off from the side was detected by the side ultrasonic sensor about 1 second, and the vehicle was moved by the front ultrasonic sensor about 1.7 seconds. At the same time, as can be seen in (b), the distance information with the preceding
(f)에서 볼 수 있듯이 측방에서 차량이 끼어든 시점부터 충돌위험도 단계는 증가하여 운전자에게 위험을 경고하였으며 끼어든 차량이 충분한 거리와 속도를 유지한 시점부터는 충돌위험도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.As shown in (f), the collision risk level increased from the time when the vehicle was caught from the side to warn the driver of the danger, and the collision risk decreased from the time the interrupted vehicle maintained sufficient distance and speed.
도 12는 정상적으로 주행 하던 중(a 참조) 측면에서 차량이 끼어들면서 충돌위험도 단계가 순차적으로 증가하는 것을 시각적으로 경보하고 있는 경보장치를 나타내고 있다. 측방에서 끼어드는 차량이 측방 초음파센서에 의해 감지되면 경고단계가 되었으며(b 참조) 이후 전방 초음파센서에 의해 감지되면서 위험단계와 충돌단계로까지 증가하는 것을 확인하였다(c, d 참조).
FIG. 12 illustrates an alarm system that visually alerts the vehicle to sequentially enter a collision risk level as the vehicle enters the vehicle while driving normally (see a). When the vehicle entering the side was detected by the side ultrasonic sensor, a warning step was made (see b), and then detected by the front ultrasonic sensor, it was confirmed that it increased to the dangerous stage and the collision stage (see c and d).
- 정지해 있는 물체와 충돌할 때-Collide with a stationary object
도 13은 정지해 있는 물체를 충돌하는 경우의 전방 초음파센서 센서 상태(a 참조), 선행차량과의 거리(b 참조), 거리 변화율(c 참조), 주행차량의 속도(d 참조), 속도변화율(e 참조)과 충돌위험도 변화(f 참조)를 나타내고 있다. 13 shows the state of the front ultrasonic sensor sensor (see a), the distance to the preceding vehicle (see b), the distance change rate (see c), the speed of the driving vehicle (see d), and the speed change rate when the vehicle collides with a stationary object. (see e) and collision risk changes (see f).
도 13에서 살펴볼 수 있듯이, 정지해 있는 물체와의 거리가 감소함에 따라서 충돌위험도 단계가 순차적으로 증가하는 것을 확인하였다. 정지해 있는 물체와의 거리가 약 5.7m인 경우에 충돌위험도 단계가 경고단계로 증가하였으며, 거리가 약 4.405m인 시점부터 위험단계로 증가하였다. 특히, 정지해 있는 물체와의 거리가 약 3.078 m인 시점부터 위험단계가 충돌단계로 증가하였다. 위험단계가 충돌단계로 증가한 이후에는 운전자가 차량의 속도를 급히 줄여 다시 위험단계로 감소하였지만, 그 이후에도 충돌위험도 단계를 정확하게 판단하는 것을 확인하였다. As it can be seen in Figure 13, it was confirmed that the collision risk step increases sequentially as the distance to the stationary object decreases. When the distance from the stationary object is about 5.7m, the collision risk level is increased to the warning level, and when the distance is about 4.405m, it increases to the danger level. In particular, from the point where the distance to the stationary object was about 3.078 m, the danger stage increased to the collision stage. After the risk level increased to the collision level, the driver suddenly reduced the speed of the vehicle and then reduced it to the danger level, but after that, it was confirmed that the collision risk level was correctly determined.
도 14는 시작 시점부터 정지해 있는 물체와 충돌하는 순간의 시점까지 충돌위험도 단계가 순차적으로 증가하는 것을 시각적으로 경보하고 있는 경보장치를 나타내고 있다. 정지해 있는 물체와 충돌하는 실험에서도 충돌위험도 단계가 단계적으로 증가함에 따라 경보장치가 안전단계(a 참조), 경고단계(b 참조), 위험단계(c 참조), 충돌단계(d 참조)를 구분하여 표시해주었다.FIG. 14 illustrates an alarm device that visually alerts the collision risk level to sequentially increase from the start time to the moment of collision with the stationary object. Even in experiments that collide with stationary objects, as the level of collision risk increases step by step, the alarm system distinguishes between safety level (see a), warning level (see b), danger level (see c), and collision level (see d). Marked by.
이상의 실험 결과를 통하여 저속 근거리에서 퍼지추론을 기반으로 하는 본 발명의 충돌방지장치의 성능을 검증하였다. 특히, 저속 근거리 주행에서 발생할 수 있는 세 가지 경우의 실험을 통하여 본 발명의 실시예에서 제안하고 있는 차량용 충돌방지장치의 구현 가능성을 함께 검증하였다. 또한, 네 가지 단계별 충돌위험도 단계에 대하여 운전자에게 시각적으로 표시하는 경보장치를 이용하여 구분한 각 단계의 타당성을 간접적으로 검증하였다.
Through the above experimental results, the performance of the anti-collision apparatus of the present invention based on fuzzy inference at low speed is verified. In particular, through the experiments of the three cases that can occur in the low-speed short-range driving was verified with the feasibility of the vehicle collision avoidance device proposed in the embodiment of the present invention. In addition, the validity of each stage was indirectly verified by using a warning device visually displayed to the driver for the four stages of the collision risk level.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.
110, 110a, 110b : 레이저 센서 111 : 빔 발광부
112 : 빔 수광부 113 : 빔 구동부
120 : 전방 초음파센서 121 : 음파 발생부
122 : 음파 감지부 123 : 음파 구동부
130 : 조향각센서 140 : 제어기
150 : 측방 초음파센서 110, 110a, 110b: laser sensor 111: beam light emitting unit
112
120: front ultrasonic sensor 121: sound wave generator
122: sound wave detection unit 123: sound wave driving unit
130: steering angle sensor 140: controller
150: side ultrasonic sensor
Claims (18)
주행차량의 전방부에 설치되고, 레이저 빔을 발광하는 빔 발광부와, 발광된 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광하는 빔 수광부와, 상기 빔 발광부를 회전하도록 구동하여 레이저 빔의 발광각도를 조절하는 빔 구동부를 구비하는 레이저센서와;
주행차량의 조향각을 측정하는 조향각센서와;
상기 레이저 빔이 선행차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 연산하는 제어기를 포함하여 구성되되,
곡선도로를 주행할 때에는 상기 조향각센서에서 측정된 조향각에 근거하여 상기 레이저 빔의 발광각도를 조절함으로써 상기 곡선도로에 위치한 선행차량에 대한 레이저 빔의 조준 및 거리측정이 가능하도록 하되,
상기 제어기는 상기 곡선도로에서 선행차량과의 거리 연산시, 측정된 상기 조향각을 근거로 상기 선행차량과의 직선거리에 대응되는 곡선도로의 원호길이를 구하여 상기 선행차량과의 거리로 삼는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.In a collision avoidance device for a vehicle installed in a traveling vehicle to determine the risk of collision with the preceding vehicle based on the distance between the traveling vehicle and the preceding vehicle,
It is installed in the front part of the traveling vehicle, the beam light emitting unit for emitting a laser beam, the beam light receiving unit for receiving the laser beam that is reflected back after the light emission, and driving to rotate the beam light emitting unit to adjust the emission angle of the laser beam A laser sensor having a beam driving unit;
A steering angle sensor for measuring a steering angle of the traveling vehicle;
And a controller for calculating a distance to the preceding vehicle by using the time until the laser beam is reflected from the preceding vehicle and returned.
When driving on a curved road, the laser beam may be aimed and measured on a preceding vehicle located on the curved road by adjusting the light emitting angle of the laser beam based on the steering angle measured by the steering angle sensor.
The controller calculates an arc length of a curved road corresponding to a straight line distance to the preceding vehicle based on the measured steering angle and calculates the arc length as the distance from the preceding vehicle when calculating a distance from the preceding vehicle on the curved road. Anti-collision device for cars.
상기 레이저 빔의 발광각도는 선행차량이 상기 곡선도로를 따라 먼저 이동한 거리를 감안하여 주행차량의 조향각보다 더 큰 각도로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.The method of claim 1,
The emission angle of the laser beam is a vehicle collision avoidance device, characterized in that made in the angle greater than the steering angle of the driving vehicle in consideration of the distance that the preceding vehicle first moved along the curved road.
상기 레이저센서는 상호 좌우 이격을 두고 복수개 구비되며, 각 레이저센서의 레이저 빔 발광각도는 선행차량에 대한 감지범위를 좌우로 넓힐 수 있도록 서로 편차지게 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.The method of claim 1,
The laser sensor is provided with a plurality of spaced apart from each other, the laser beam emission angle of each laser sensor is characterized in that the vehicle collision preventing device characterized in that the deviation from each other so as to widen the detection range for the preceding vehicle to the left and right.
상기 주행차량 전방부에 설치되고, 전방으로 초음파를 발사하는 음파 발생부와, 상기 음파 발생부로부터 발사된 후 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 음파 감지부로 이루어져 선행차량을 감지할 수 있도록 한 전방 초음파센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.The method of claim 1,
The front ultrasonic wave is provided in the front of the traveling vehicle, and composed of a sound wave generator for emitting ultrasonic waves forward and a sound wave detector for receiving ultrasonic waves reflected from the sound wave generator and returned. An anti-collision device for a vehicle, further comprising a sensor.
상기 전방 초음파센서는 평상시에는 상기 레이저센서를 보조하여 전방에 접근하는 선행차량의 존재 여부를 감지하는데 활용되지만, 상기 레이저센서의 작동 불능시에는 초음파가 선행차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 선행차량과의 거리를 연산하는데 활용되는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.The method of claim 5,
The front ultrasonic sensor is usually used to detect the presence of a preceding vehicle approaching the front by assisting the laser sensor, but when the laser sensor is inoperable, the time for the ultrasonic wave to be reflected back from the preceding vehicle is used. The collision avoidance device for a vehicle, characterized in that it is utilized to calculate the distance with the preceding vehicle.
상기 전방 초음파센서는, 상기 음파 발생부를 회전하도록 구동하여 초음파의 발사각도를 조절하는 음파 구동부를 더 구비하고, 상기 제어기는 상기 조향각센서에서 측정된 조향각을 근거로 초음파의 발사각도를 조절하기 위하여 상기 음파 구동부에 대한 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.The method according to claim 6,
The front ultrasonic sensor may further include a sound wave driving unit configured to drive the sound wave generator to rotate to adjust the launch angle of the ultrasonic wave, and the controller may adjust the launch angle of the ultrasonic wave based on the steering angle measured by the steering angle sensor. An anti-collision device for a vehicle, characterized in that for applying a control signal to the sound wave driver.
상기 주행차량의 전방부 모서리 인근에는 측방으로 초음파를 발사하여 측방에서 접근하는 차량을 감지할 수 있도록 한 측방 초음파센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.The method of claim 5,
And a side ultrasonic sensor configured to detect an approaching vehicle from the side by emitting an ultrasonic wave to the side near the front edge of the driving vehicle.
상기 제어기는, 선행차량과의 거리, 선행차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율, 상기 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보, 상기 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보를 이용하여 단계별 충돌위험도를 구하는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.9. The method of claim 8,
The controller may include the distance from the preceding vehicle, the rate of change of the distance from the preceding vehicle, the speed of the traveling vehicle, the rate of change of the speed of the traveling vehicle, output information by sensing of the side ultrasonic sensor, and output information by sensing of the front ultrasonic sensor. Using a collision avoidance device for a vehicle, characterized in that to obtain a step-by-step collision risk.
상기 충돌위험도는, 충돌 위험이 없는 상태를 의미하는 안전단계, 충돌 위험이 예상되어 운전자의 주의가 요구되는 상태를 의미하는 경고단계, 충돌이 예상되어 주행차량의 속도를 일부 줄이는 기능이 필요한 상태를 의미하는 위험단계, 충돌이 확실시되어 충돌을 회피하기 위하여 주행차량의 속도를 최대한 줄이는 기능이 필요한 상태를 의미하는 충돌단계로 구분되는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지장치.10. The method of claim 9,
The collision risk level is a safety step that means a state in which there is no risk of collision, a warning step that means a state in which a driver's attention is required because of a collision risk is expected, and a state in which a function of reducing a speed of a driving vehicle due to a collision is expected is required. Means of danger, a collision prevention device for a vehicle characterized in that it is divided into a collision stage means a state that requires a function to reduce the speed of the driving vehicle as much as possible to avoid the collision.
상기 전방 초음파센서의 출력정보에 의해 충돌위험도를 구하는 경우, 상기 측방 초음파센서의 출력정보에 의해 충돌위험도를 구하는 경우보다 충돌위험도 단계를 한 단계 더 격상시키는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지 장치.The method of claim 10,
When the collision risk is determined by the output information of the front ultrasonic sensor, the collision avoidance device of the vehicle, wherein the collision risk step is upgraded one step higher than the case of obtaining the collision risk by the output information of the side ultrasonic sensor.
상기 전방 초음파센서의 출력정보는 감지된 차량의 접근 정도에 따라 medium과 near로 구분하고, 주행차량의 속도는 slow, medium, fast로 구분하며, 주행차량의 속도변화율은 decelerate, keep, accelerate로 구분하여,
상기 전방 초음파센서의 출력정보가 medium인 경우, 주행차량의 속도가 slow일 때와, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 decelerate, medium 및 keep일 때 위험단계에 속하는 것으로 하고,
상기 전방 초음파센서의 출력정보가 near인 경우, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate일 때와, 주행차량의 속도가 fast일 때 충돌단계에 속하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지 장치.The method of claim 11,
The output information of the front ultrasonic sensor is classified into medium and near according to the approaching degree of the detected vehicle, and the speed of the driving vehicle is divided into slow, medium and fast, and the rate of change of the driving vehicle is divided into decelerate, keep and accelerate. So,
When the output information of the front ultrasonic sensor is medium, it is assumed that the vehicle belongs to a dangerous stage when the speed of the driving vehicle is slow and when the speed and the rate of change of the driving vehicle are medium, decelerate, medium and keep, respectively,
When the output information of the front ultrasonic sensor is near, the collision avoidance device for the vehicle characterized in that it belongs to the collision stage when the speed and the rate of change of the vehicle is medium and accelerate, respectively, and when the speed of the vehicle is fast. .
상기 측방 초음파센서의 출력정보는 감지된 차량의 접근 정도에 따라 medium과 near로 구분하고, 주행차량의 속도는 slow, medium, fast로 구분하며, 주행차량의 속도변화율은 decelerate, keep, accelerate로 구분하여,
상기 측방 초음파센서의 출력정보가 medium인 경우, 주행차량의 속도가 slow일 때와, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 decelerate, medium 및 keep일 때 경고단계에 속하는 것으로 하고,
상기 측방 초음파센서의 출력정보가 near인 경우, 주행차량의 속도 및 속도변화율이 각각 medium 및 accelerate일 때 위험단계에 속하는 것으로 하며, 주행차량의 속도가 fast일 때 충돌단계에 속하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지 장치.The method of claim 11,
The output information of the lateral ultrasonic sensor is classified into medium and near according to the detected approaching degree of the vehicle, and the speed of the driving vehicle is divided into slow, medium, and fast, and the speed change rate of the driving vehicle is divided into decelerate, keep, and accelerate. So,
When the output information of the lateral ultrasonic sensor is medium, it is assumed to belong to a warning step when the speed of the traveling vehicle is slow and when the speed and the rate of change of the driving vehicle are medium, decelerate, medium and keep, respectively,
When the output information of the lateral ultrasonic sensor is near, it belongs to the dangerous stage when the speed and the rate of change of the traveling vehicle are medium and accelerated, respectively, and it belongs to the collision stage when the speed of the traveling vehicle is fast. Vehicle anti-collision device.
선행차량에 대하여 레이저 빔을 발광하고, 상기 발광된 레이저 빔이 선행차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 선행차량과의 거리를 연산함으로써, 선행차량과의 충돌위험을 경고할 수 있도록 하되,
주행차량이 곡선도로를 주행할 때에는 주행차량의 조향각에 대응하여 레이저 빔의 발광각도를 조절함으로써 이미 곡선도로를 따라 선회하고 있는 선행차량에 대하여도 조준이 가능하도록 하되,
상기 선행차량과의 거리 연산시, 주행차량의 조향각을 근거로 상기 선행차량과의 직선거리에 대응되는 곡선도로의 원호길이를 구하여 선행차량과의 거리로 삼는 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지방법.In the collision avoidance method for a vehicle for calculating the distance from the preceding vehicle, and determining the risk of collision with the preceding vehicle and generating an alarm signal,
By emitting a laser beam to the preceding vehicle and calculating the distance from the preceding vehicle using the time until the emitted laser beam is reflected from the preceding vehicle, the warning of collision with the preceding vehicle can be warned. ,
When the driving vehicle travels on a curved road, the laser beam emission angle is adjusted according to the steering angle of the driving vehicle so that the vehicle can be aimed at the preceding vehicle already turning along the curved road.
And calculating an arc length of a curved road corresponding to a straight line distance with the preceding vehicle based on the steering angle of the traveling vehicle and calculating the arc length of the curved vehicle based on the steering angle of the driving vehicle.
상기 레이저 빔의 발광각도는 선행차량이 상기 곡선도로를 따라 먼저 이동한 거리를 감안하여 주행차량의 조향각보다 더 큰 각도로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지방법.15. The method of claim 14,
The emission angle of the laser beam is a collision prevention method for a vehicle, characterized in that made in the angle larger than the steering angle of the driving vehicle in consideration of the distance that the preceding vehicle first moved along the curved road.
상기 레이저 빔의 발광은 서로 다른 복수의 레이저 빔으로 이루어지고, 각 레이저 빔의 발광각도는 서로에 대하여 편차지게 이루어지도록 하여 선행차량에 대한 감지범위를 넓힌 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지방법.15. The method of claim 14,
The emission of the laser beam is made of a plurality of different laser beams, and the emission angle of each laser beam is made to be different with respect to each other so as to widen the detection range for the preceding vehicle.
주행차량 전방으로 초음파를 발사하여 평상시에는 전방에 접근하는 선행차량의 존재 여부만을 감지하지만, 상기 레이저 빔의 발광이 불가능한 비상시에는 발사된 초음파가 선행차량으로부터 반사되어 돌아오는 시간을 이용하여 선행차량과의 거리를 연산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 충돌방지방법.15. The method of claim 14,
Ultrasonic waves are emitted in front of the driving vehicle to detect only the presence of the preceding vehicle in normal times. However, in case of emergency that the laser beam cannot be emitted, the emitted ultrasonic wave is reflected from the preceding vehicle and is returned to the preceding vehicle. Collision prevention method for a vehicle, characterized in that to calculate the distance.
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