KR101328018B1

KR101328018B1 - Collision avoidance method for car at low-speed and short distance and collision avoidance apparatus thereof

Info

Publication number: KR101328018B1
Application number: KR1020110147301A
Authority: KR
Inventors: 고영호; 이석; 김만호; 이경창
Original assignee: 주식회사 퓨트로닉
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-12-19
Also published as: KR20130078385A

Abstract

본 발명은 저속 근거리에서의 차량용 충돌방지방법 및 장치에 관한 것으로, 레이저센서를 기반으로 한 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율 뿐만 아니라 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보와 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보까지 함께 고려하여 정밀하게 구분된 단계별 충돌위험도를 구함으로써 정교한 충돌예측이 가능하도록 한 것이다.
이러한 본 발명에 의한 충돌방지방법의 경우, 레이저 빔을 발광하여 전방차량과의 거리를 연산하는 단계와; 초음파를 발사하여 주행차량에 인접한 전방차량과 측방차량을 감지하는 단계와; 상기 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율, 상기 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보, 상기 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보를 입력값으로 하여 단계별 충돌위험도를 구하되, 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 구분한다. The present invention relates to a collision avoidance method and apparatus for a vehicle at a low speed near field. Sophisticated collision prediction is possible by obtaining precisely classified stepping risks by considering output information by sensing sensor and output information by sensing front ultrasonic sensor.
In the case of the collision avoidance method according to the present invention, the step of calculating the distance to the front vehicle by emitting a laser beam; Firing ultrasonic waves to detect front and side vehicles adjacent to the traveling vehicle; The distance from the front vehicle, the distance change rate with the front vehicle, the speed of the driving vehicle, the speed change rate of the driving vehicle, the output information by the detection of the front ultrasonic sensor, the output information by the detection of the side ultrasonic sensor as an input value By calculating the risk level of the collision by step, the collision risk is a safety step means a state without the risk of collision, a warning step means a state that requires the attention of the driver is expected a collision risk, the collision is expected to increase the speed of the driving vehicle It is classified into a risk stage that means a state that requires some reduction function, and a collision stage that means a state that requires a function to reduce the speed of the driving vehicle as much as possible in order to avoid a collision because the collision is confirmed.

Description

Collision avoidance method for car at low-speed and short distance and collision avoidance apparatus

저속 근거리에서 충돌을 방지할 수 있도록 한 차량용 충돌방지장치에 관한 것으로, 특히, 레이저센서를 기반으로 한 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율 뿐만 아니라 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보와 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보까지 함께 고려하여 정밀하게 구분된 단계별 충돌위험도를 구함으로써 정교한 충돌예측과 이를 토대로 한 신속, 정확한 충돌방지 기능을 구현할 수 있도록 한 저속 근거리에서의 차량용 충돌방지방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle collision avoidance device capable of preventing a collision at a low speed short distance, and in particular, a distance between a front vehicle based on a laser sensor, a distance change rate with a front vehicle, a speed of a driving vehicle, and a speed change rate of a driving vehicle. In addition, precise collision prediction and fast and accurate collision avoidance function can be implemented by obtaining precisely classified stepping risks by considering output information by side ultrasonic sensor and output information by front ultrasonic sensor. The present invention relates to a collision avoidance method and apparatus for a vehicle at low speed.

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 최근에는 도 1에서 볼 수 있는 것처럼 주행차량(10)에 설치된 레이저센서가 전방으로 레이저 빔을 발광하여 전방차량(30)을 감지하고 거리(d)를 측정할 수 있도록 하여 충돌 예측에 활용하는 충돌방지장치가 개발되기도 하였으며, 그 대표적인 예가 Volvo에서 선보인 City Safety이다. 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 채택되었다. Recently, as shown in FIG. 1, a laser sensor installed in the driving vehicle 10 emits a laser beam to the front to detect the front vehicle 30 and measure the distance d so as to utilize the collision prediction. Collision avoidance devices have also been developed, a typical example of which is City Safety introduced by Volvo. The City Safety function introduced by Volvo detects the vehicle in front of the vehicle by the near-field collision avoidance device by the laser sensor that emits and receives the laser beam by switching from the radar, which was previously used for obstacle detection, and using a laser sensor with high short-range accuracy. Or was used to measure distance.

그러나 이같은 근거리 충돌 회피 기술은 실제로 해외보다 훨씬 교통사항이 혼잡한 국내 도로에서의 밀집된 차간 간격이나 잦은 차선 변경으로 인한 측면 충돌 등에 있어서 적용하는데 어려움 점이 있으며, 또한 환경적 변화에 민감한 레이저 센서의 사용으로 인한 검출에러 및 레이저센서가 미치지 못하는 전면 가장자리의 사각지대를 검출하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 정교한 충돌예측과 이를 토대로 한 신속, 정확한 충돌방지 기능을 구현하는데 커다란 어려움이 있었다.However, this near collision avoidance technology is difficult to apply in close collisions between domestic roads and frequent side changes caused by frequent lane changes on domestic roads, which are much more congested than in overseas countries, and also due to the use of laser sensors sensitive to environmental changes. Due to the detection error and the laser sensor does not reach the blind spot of the front edge there was a problem. Therefore, there has been a great difficulty in implementing sophisticated collision prediction and rapid and accurate collision avoidance based on this.

또한, 차량이 곡선도로를 주행하는 경우에는 직진 성향을 갖는 레이저 빔이 곡선도로를 따라 선회하면서 이미 다른 방향으로 회전한 전방차량을 정확하게 조준하지 못하는 관계로 전방차량에 대한 감지나 거리측정을 할 수 없었던 추가적인 문제점도 있었다.
In addition, when a vehicle travels on a curved road, a laser beam having a straight propensity may turn along the curved road and may not accurately aim at a vehicle already rotated in another direction and thus may detect or measure a distance in front of the vehicle. There were additional problems that were not present.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 레이저센서를 기반으로 한 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율 뿐만 아니라 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보와 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보까지 함께 고려하여 정밀하게 구분된 단계별 충돌위험도를 구함으로써 정교한 충돌예측과 이를 토대로 한 신속, 정확한 충돌방지 기능을 구현할 수 있도록 한 저속 근거리에서의 차량용 충돌방지방법 및 장치를 제공하는데 있다.
Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, an object of the present invention is the distance from the front vehicle, the distance change rate with the front vehicle, the speed of the driving vehicle, the driving vehicle based on the laser sensor Sophisticated collision prediction and fast and accurate collision prevention based on accurate collision prediction by calculating the precisely classified stepping risks by considering not only the rate of change of speed but also the output information by the side ultrasonic sensor and the output information by the front ultrasonic sensor. An object of the present invention is to provide a collision avoidance method and apparatus for a vehicle at a low speed local area to implement a function.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 저속 근거리에서의 차량용 충돌방지방법은, 주행차량의 전방으로 레이저센서가 레이저 빔을 발광하여 그 레이저 빔이 전방차량으로부터 반사되어 되돌아오는 시간을 이용하여 전방차량과의 거리를 연산하는 단계와; 주행차량의 전방으로 전방 초음파센서가 초음파를 발사하여 주행차량에 인접한 전방차량을 감지하는 단계와; 주행차량의 측방으로 측방 초음파센서가 초음파를 발사하여 주행차량에 인접한 측방차량을 감지하는 단계와; 상기 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율, 상기 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보, 상기 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보를 입력값으로 하여 단계별 충돌위험도를 구하되, 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 구분하여 충돌위험도를 구하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.In order to achieve the above object, a collision avoidance method for a vehicle at a low speed short distance according to the technical idea of the present invention includes a time when a laser sensor emits a laser beam in front of a traveling vehicle and the laser beam is reflected from the front vehicle. Calculating a distance from the vehicle ahead using the vehicle; Detecting, by the front ultrasonic sensor, a front vehicle adjacent to the traveling vehicle by firing ultrasonic waves in front of the traveling vehicle; Detecting, by the side ultrasonic sensor, a side vehicle adjacent to the traveling vehicle by emitting ultrasonic waves toward the side of the traveling vehicle; The distance from the front vehicle, the distance change rate with the front vehicle, the speed of the driving vehicle, the speed change rate of the driving vehicle, the output information by the detection of the front ultrasonic sensor, the output information by the detection of the side ultrasonic sensor as an input value To calculate the risk level for each step, but the safety level means the state without the risk of collision, the warning step means the state that requires the attention of the driver because the risk of collision is expected, and the function that reduces the speed of the driving vehicle due to the collision is expected. The technical configuration features include a step of obtaining a collision risk by dividing into a risk stage that indicates a necessary state and a collision stage that indicates 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 assured. You can do

여기서, 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.Here, 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

또한, 평상시에는 주행차량 전방으로 발사된 초음파에 의하여 전방에 접근한 전방차량의 존재 여부만을 감지하지만, 상기 레이저 빔의 발광이 불가능한 비상시에는 발사된 초음파가 전방차량으로부터 반사되어 돌아오는 시간을 이용하여 전방차량과의 거리를 연산할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in general, only the presence of the front vehicle approaching the front by the ultrasonic wave emitted to the front of the running vehicle, in the case of the emergency that the laser beam is not possible to emit light by using the time that is reflected back from the front vehicle It can be characterized in that the distance to the vehicle ahead can be calculated.

또한, 주행차량이 곡선도로를 주행할 때에는 주행차량의 조향각에 대응하여 레이저 빔의 발광각도를 조절함으로써 이미 곡선도로를 따라 선회하고 있는 전방차량에 대하여도 조준이 가능하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when the traveling vehicle travels on a curved road, the emission angle of the laser beam may be adjusted to correspond to the steering angle of the driving vehicle, so that the vehicle may be aimed at the front vehicle already turning along the curved road. .

또한, 전방차량과의 거리 연산시, 주행차량의 조향각을 근거로 상기 전방차량과의 직선거리에 대응되는 곡선도로의 원호길이를 구하여 전방차량과의 거리로 삼는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when calculating the distance with the front vehicle, the arc length of the curved road corresponding to the straight line distance with the front vehicle based on the steering angle of the driving vehicle can be characterized in that it is characterized in that the distance to the front vehicle.

또한, 상기 레이저 빔의 발광각도는 전방차량이 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 front vehicle first moved along the curved road.

또한, 상기 레이저 빔의 발광은 서로 다른 복수의 레이저 빔으로 이루어지고, 각 레이저 빔의 발광각도는 서로에 대하여 편차지게 이루어지도록 하여 전방차량에 대한 감지범위를 넓힌 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the light emission of the laser beam may be made of a plurality of different laser beams, and the light emission angle of each laser beam is made to be different from each other to extend the detection range for the front vehicle.

또한, 상기 레이저센서는 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 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.The laser sensor may further include a beam light emitting unit for emitting a laser beam, a beam light receiving unit for receiving a laser beam that is reflected and then returned, and a beam driver for rotating the beam light emitting unit to adjust an emission angle of the laser beam. It may be characterized by including a.

또한, 평상시에는 주행차량 전방으로 발사된 초음파에 의하여 전방에 접근한 전방차량의 존재 여부만을 감지하지만, 상기 레이저 빔의 발광이 불가능한 비상시에는 발사된 초음파가 전방차량으로부터 반사되어 돌아오는 시간을 이용하여 전방차량과의 거리를 연산할 수 있도록 하며, 상기 주행차량이 곡선도로를 주행할 때에는 주행차량의 조향각에 대응하여 초음파의 발사각도를 조절함으로써 이미 곡선도로를 따라 선회하고 있는 전방차량에 대하여도 조준이 가능하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in general, only the presence of the front vehicle approaching the front by the ultrasonic wave emitted to the front of the running vehicle, in the case of the emergency that the laser beam is not possible to emit light by using the time that is reflected back from the front vehicle It is possible to calculate the distance to the vehicle ahead, and when the vehicle is traveling on a curved road, aiming at the front vehicle already turning along the curved road by adjusting the launch angle of the ultrasonic wave in response to the steering angle of the driving vehicle. It can be characterized by that possible.

또한, 상기 주행차량 전방부에 설치되고, 전방으로 초음파를 발사하는 음파 발생부와, 상기 음파 발생부로부터 발사된 후 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 음파 감지부와, 상기 음파 발생부를 회전하도록 구동하여 초음파의 발사각도를 조절하는 음파 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the sound wave generator is installed in the front of the vehicle, the sound wave generator for emitting an ultrasonic wave forward, the sound wave detection unit for receiving the ultrasonic wave reflected from the sound wave generator after returning, and the sound wave generator is driven to rotate It characterized in that it comprises a sound wave drive for adjusting the firing angle of the ultrasonic wave.

한편, 본 발명에 의한 차량용 충돌방지장치는, 주행차량의 전방부에 설치되고, 레이저 빔을 발광하는 빔 발광부와, 발광된 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광하는 빔 수광부를 구비하여 전방차량을 감지하고 거리측정을 할 수 있도록 한 레이저센서와; 상기 주행차량 전방부에 설치되고, 전방으로 초음파를 발사하는 음파 발생부와, 상기 음파 발생부로부터 발사된 후 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 음파 감지부를 구비하여 전방차량을 감지할 수 있도록 한 전방 초음파센서와; 상기 주행차량의 전방부 모서리 인근 또는 측면에 설치되고, 측방으로 초음파를 발사하여 측방에서 접근하는 측방차량을 감지하고 거리측정을 할 수 있도록 한 측방 초음파센서와; 상기 레이저센서, 전방 초음파센서 및 측방 초음파센서와 연동된 제어기를 포함하여 구성되고, 상기 제어기는 상기 레이저센서, 전방 초음파센서, 측방 초음파센서의 감지를 통해 얻어진 상기 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율, 상기 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보, 상기 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보를 입력값으로 하여 단계별 충돌위험도를 구하되, 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 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. On the other hand, an anti-collision device for a vehicle according to the present invention is provided in the front part of a traveling vehicle, and includes a beam light emitting unit for emitting a laser beam, and a beam light receiving unit for receiving a laser beam that is reflected back and emitted after the front vehicle A laser sensor capable of detecting and measuring distance; It is installed in the front of the vehicle, a sound wave generator for emitting 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 the front to sense the vehicle An ultrasonic sensor; A side ultrasonic sensor installed at or near the front edge of the driving vehicle, the side ultrasonic sensor configured to emit an ultrasonic wave to the side to detect a side vehicle approaching from the side and to measure a distance; And a controller interlocked with the laser sensor, the front ultrasonic sensor, and the lateral ultrasonic sensor, wherein the controller comprises a distance between the front vehicle and a front vehicle obtained through the detection of the laser sensor, the front ultrasonic sensor, and the lateral ultrasonic sensor. The distance risk rate of the 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, the output information by the detection of the front ultrasonic sensor as an input value to obtain the step-by-step collision risk, the collision Risk level means a safety step that means no danger of collision, a warning step that means a condition that requires a driver's attention due to the possibility of a collision risk, and a danger that means a condition that requires a function that partially reduces the speed of the driving vehicle due to a collision. Steps and collisions are assured, and the ability to reduce the speed of the vehicle as much as possible is necessary to avoid collisions. And being separated by a collision comprising: it means a condition characterized in that on the technical configuration.

여기서, 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 하며, 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.
Here, the output information of the front 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, 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, 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, the vehicle is included in the collision stage, and the output of the lateral ultrasonic sensor is output. The information is classified into medium and near according to the detected approach 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 decelerate, ke. When the output information of the lateral ultrasonic sensor is medium, ep and accelerate, the warning step is performed when the speed of the vehicle is slow and when the speed and the rate of change of the 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 vehicle are medium and accelerated respectively, and belong to the collision stage when the speed of the traveling vehicle is fast. It can be characterized by.

본 발명에 의한 저속 근거리에서의 차량용 충돌방지방법 및 장치는, 레이저센서를 기반으로 한 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율 뿐만 아니라 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보와 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보까지 함께 고려하여 정밀하게 구분된 단계별 충돌위험도를 구함으로써 정교한 충돌예측과 이를 토대로 한 신속, 정확한 충돌방지 기능을 구현할 수 있다.The collision avoidance method and apparatus for a vehicle at a low speed near distance according to the present invention are based on a laser sensor. By considering the output information by the detection of the sensor and the output information by the detection of the front ultrasonic sensor, it is possible to implement precise collision prediction and fast and accurate collision prevention function based on the precise collision prediction step by step.

또한, 본 발명은 전방 초음파센서가 레이저센서의 기능을 대체할 수 있도록 구성되어 레이저센서의 작동불능시를 대비할 수 있다.In addition, the present invention is configured so that the front ultrasonic sensor can replace the function of the laser sensor can be prepared for the inoperability of the laser sensor.

또한, 본 발명은 차량의 조향각을 근거로 레이저 빔의 발광각도가 조절되기 때문에 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로를 주행하는 전방차량에 대하여도 정확한 조준 및 거리측정이 가능하다. In addition, since the light emission angle of the laser beam is adjusted based on the steering angle of the vehicle, accurate aiming and distance measurement are possible not only on the straight road but also on the front vehicle traveling on the curved road.

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.

도 1은 종래기술을 설명하기 위한 참조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법의 기술적 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법의 구성을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 충돌방지방법을 구현하기 충돌방지장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 충돌방지방법을 구현하기 위한 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 나타낸 주행차량의 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 충돌방지방법을 구현하기 위한 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 나타낸 주행차량의 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지장치에서 퍼지추론 입력값들의 기능을 설명하기 위한 그래프.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법 및 장치의 성능 평가를 위한 실험을 뒷받침하는 일련의 참조도.
도 15는 곡선도로를 대비한 본 발명의 실시예에 따른 구성을 설명하기 위한 사용상태도.
도 16은 곡선도로를 대비한 본 발명의 실시예에 따른 계략적인 구성도.
도 17은 곡선도로를 대비한 본 발명의 변형실시예에 따른 구성을 설명하기 위한 사용상태도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a reference diagram for describing the prior art.
Figure 2 is a technical conceptual diagram of a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart for explaining the configuration of a collision avoidance method for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of a collision avoidance device for implementing a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a traveling vehicle showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor for implementing a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a front view of the driving vehicle showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor for implementing a vehicle collision avoidance method according to an 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 are a series of reference diagrams to support experiments for evaluating the performance of the vehicle collision avoidance method and apparatus according to an embodiment of the present invention.
15 is a state diagram used for explaining the configuration according to an embodiment of the present invention in preparation for a curved road.
16 is a schematic structural diagram according to an embodiment of the present invention with respect to a curved road;
17 is a state diagram used for explaining the configuration according to a modified embodiment of the present invention in preparation for a curved road.

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 충돌방지방법의 기술적 개념도이다. 2 is a technical conceptual diagram of a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 충돌방지방법은 레이저센서를 기반으로 한 상기 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량의 속도, 주행차량의 속도변화율을 입력값으로 하는 것에 더하여, 측방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보와 전방 초음파센서의 감지에 의한 출력정보를 입력값으로 하여 퍼지추론에 의해 단계별 충돌위험도를 산출할 수 있도록 구성된다. As shown, the collision avoidance method for a vehicle according to the present invention is based on a laser sensor based on the distance to the front vehicle, the distance change rate with the front vehicle, the speed of the driving vehicle, the speed change rate of the driving vehicle as input values. In addition, by using the output information by the detection of the side ultrasonic sensor and the output information by the detection of the front ultrasonic sensor as an input value it is configured to calculate the collision risk by step by fuzzy inference.

이로써, 본 발명은 정교하게 충돌을 예측할 수 있고 이를 토대로 하여 충돌을 방지할 수 있도록 신속하고 정확하게 충돌위험에 대해 경고하거나 차량을 자동으로 제어할 수 있는 것이다. As a result, the present invention can accurately predict the collision and based on this, it is possible to quickly and accurately warn of the collision risk or to automatically control the vehicle so as to prevent the collision.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a collision avoidance method for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법의 구성을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 충돌방지방법을 구현하기 충돌방지장치의 개략적인 구성도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 충돌방지방법을 구현하기 위한 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 나타낸 주행차량의 평면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 충돌방지방법을 구현하기 위한 레이저센서 및 초음파센서의 배치를 나타낸 주행차량의 정면도이다. Figure 3 is a flow chart for explaining the configuration of a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a schematic configuration diagram of a collision avoidance apparatus for implementing a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention, 5 is a plan view of a driving vehicle showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor for implementing a vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a vehicle collision prevention method according to an embodiment of the present invention Front view of a traveling vehicle showing the arrangement of the laser sensor and the ultrasonic sensor for.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법은, 전방으로 레이저 빔을 발광하는 단계(S1), 전방으로 초음파를 발사하는 단계(S2), 측방으로 초음파를 발사하는 단계(S3), 전방차량과의 거리를 연산하는 단계(S4), 전방차량과의 거리변화율을 연산하는 단계(S5), 주행차량의 속도를 측정하는 단계(S6), 주행차량의 속도변화율을 연산하는 단계(S7), 단계별 충돌위험도를 산출하는 단계(S8)들로 이루어진다. As shown, the vehicle collision avoidance method according to an embodiment of the present invention, the step of emitting a laser beam forward (S1), the step of emitting ultrasonic waves forward (S2), the step of emitting ultrasonic waves to the side (S3) ), Calculating the distance with the front vehicle (S4), calculating the distance change rate with the front vehicle (S5), measuring the speed of the driving vehicle (S6), calculating the speed change rate of the driving vehicle (S7), step S8 of calculating the risk of collisions.

상기 전방으로 레이저 빔을 발광하는 단계(S1)는, 주행차량(100)의 전방으로 레이저센서(110)가 레이저 빔을 발광하여 전방차량을 감지하고 전방차량과의 거리를 연산할 수 있도록 한다. 이를 위해 구비되는 레이저센서(110)는 주행차량(100)의 전방부에 설치되어 수시로 레이저 빔을 발광하고 수광하면서 상기 제어기(140)에 전방차량의 감지여부 및 상대거리 측정을 위한 전기신호를 제어기(140)로 보내는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 레이저센서(110)는 전방차량에 대하여 레이저 빔을 발광하는 빔 발광부와, 발광된 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔을 수광하는 빔 수광부를 기본적으로 구비한다.In the step S1 of emitting the laser beam forward, the laser sensor 110 emits the laser beam in front of the driving vehicle 100 so as to detect the front vehicle and calculate the distance with the front vehicle. The laser sensor 110 provided for this purpose is installed in the front part of the driving vehicle 100 and emits and receives a laser beam from time to time, and controls the electrical signal for detecting the front vehicle and measuring the relative distance to the controller 140. It performs the role of sending to 140. To this end, the laser sensor 110 basically includes a beam light emitting unit for emitting a laser beam to a front vehicle, and a beam light receiving unit for receiving a laser beam that is reflected after being emitted.

상기 전방으로 초음파를 발사하는 단계(S2)는, 주행차량(100)의 전방으로 전방 초음파센서(120)가 초음파를 발사하여 주행차량(100)에 인접한 전방차량을 감지할 수 있도록 한다. 이를 위해 구비되는 상기 전방 초음파센서(120)는 주로 거리측정에 사용되는 상기 레이저센서(110)를 보조하여 주행차량(100) 전방으로 전방차량이 가까이 접근하였을 때 감지하는 역할을 수행한다. 상기 전방 초음파센서(120)는 상기 주행차량(100) 전방부에 설치되고, 전방으로 초음파를 발사하는 음파 발생부(121)를 기본적으로 구비한다. 또한, 상기 전방 초음파센서(120)는 상기 레이저센서(110)의 작동 불능시에는 레이저센서(110)의 역할을 대신한다. 이 경우, 상기 제어기(140)는 초음파가 전방차량으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 전방차량과의 거리를 연산하게 된다. In the step (S2) of firing the ultrasonic waves forward, the front ultrasonic sensor 120 to the front of the driving vehicle 100 so as to detect the front vehicle adjacent to the driving vehicle 100 by firing the ultrasonic waves. The front ultrasonic sensor 120 provided for this purpose serves to detect when the front vehicle approaches the front of the traveling vehicle 100 by assisting the laser sensor 110 mainly used for distance measurement. The front ultrasonic sensor 120 is installed in the front portion of the traveling vehicle 100, and basically provided with a sound wave generator 121 for emitting ultrasonic waves forward. In addition, the front ultrasonic sensor 120 replaces the role of the laser sensor 110 when the laser sensor 110 is inoperative. In this case, the controller 140 calculates the distance to the front vehicle by using the time until the ultrasonic waves are reflected from the front vehicle and return.

상기 측방으로 초음파를 발사하는 단계(S3)는, 주행차량(100)의 측방으로 측방 초음파센서(150)가 초음파를 발사하여 주행차량(100)에 인접한 측방차량을 감지할 수 있도록 한다. 이를 위해 구비되는 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. In the step (S3) of firing the ultrasonic wave to the side, the side ultrasonic sensor 150 to the side of the traveling vehicle 100 to emit the ultrasonic wave to detect the side vehicle adjacent to the traveling vehicle 100. The side ultrasonic sensor 150 provided for this purpose is installed near the front edge of the traveling vehicle 100. As a result, the ultrasonic wave is emitted toward the side of the traveling vehicle 100 to detect a vehicle approaching from the side.

상기 전방차량과의 거리를 연산하는 단계(S4)는, 앞 단계에서 레이저 빔이 발사된 후 전방차량에 반사되어 되돌아온 시간을 근거로 상기 제어기(140)가 전방차량과의 거리를 연산하게 된다. In the calculating of the distance with the front vehicle (S4), the controller 140 calculates the distance with the front vehicle based on the time when the laser beam is emitted in the previous step and reflected back to the front vehicle.

상기 전방차량과의 거리변화율을 연산하는 단계(S5)는, 상기 전방차량과의 거리변화율은 상기 제어기(140)가 시간 간격을 두고 상기 전방차량과의 거리를 비교 연산함으로써 얻어진다.Computing the distance change rate with the front vehicle (S5), the distance change rate with the front vehicle is obtained by comparing the distance with the front vehicle at a time interval by the controller 140.

상기 주행차량의 속도를 측정하는 단계(S6)는, 주행차량(100)에 설치된 OBD(On Board Diagnosis)를 통하여 수신된 정보를 그대로 이용한다. 상기 OBD는 Bluetooth와 같은 무선 통신을 이용하여 주행차량(100)의 각종 정보를 수신 받는다.In the step S6 of measuring the speed of the driving vehicle, information received through on board diagnosis (OBD) installed in the driving vehicle 100 is used as it is. The OBD receives various information of the driving vehicle 100 by using a wireless communication such as Bluetooth.

상기 주행차량의 속도변화율을 연산하는 단계(S7)는, 상기 주행차량(100)의 속도변화율은 전단계에서 측정된 주행차량(100)의 속도를 시간 간격을 두고 비교함으로써 주행차량(100)의 속도변화율을 연산할 수 있다.Computing the speed change rate of the driving vehicle (S7), the speed change rate of the driving vehicle 100 by comparing the speed of the driving vehicle 100 measured in the previous step at time intervals the speed of the driving vehicle 100 The rate of change can be calculated.

상기 단계별 충돌위험도를 산출하는 단계(S8)는, 전단계들을 통해 마련된 전방차량과의 거리, 전방차량과의 거리변화율, 주행차량(100)의 속도, 주행차량(100)의 속도변화율, 전방 초음파센서(120)의 감지에 의한 출력정보, 측방 초음파센서(150)의 감지에 의한 출력정보를 입력값으로 하여 퍼지추론에 의하여 충돌위험도를 단계별로 산출한다. 본 발명의 실시예에서 상기 충돌위험도는 안전단계, 경고단계, 위험단계, 충돌단계의 4가지 단계로 구분되며 이에 따라 차등된 경고를 발함으로써 운전자가 충돌위험에 대하여 실질적으로 대응할 수 있도록 하거나, 차량의 동작을 자동으로 제어하여 전방차량과의 충돌을 회피할 수 있도록 할 수 있다. The step (S8) of calculating the collision risk for each step includes: a distance from the front vehicle, a rate of change of the distance with the front vehicle, a speed of the driving vehicle 100, a speed change rate of the driving vehicle 100, and a front ultrasonic sensor provided through the previous steps. The collision risk is calculated step by step by fuzzy inference with the output information by detection of 120 and the output information by detection of the lateral ultrasonic sensor 150 as input values. In an embodiment of the present invention, the collision risk is divided into four stages, a safety stage, a warning stage, a dangerous stage, and a collision stage, and accordingly, a differential warning is issued so that the driver can substantially respond to the collision risk or the vehicle. The operation of the vehicle can be controlled automatically so that collision with the front vehicle can be avoided.

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 vehicle 100 is required is required, and the collision step is a step in which the collision is assured, and the speed of the driving vehicle 100 is avoided to avoid the collision. It means the state that needs the function to reduce as much as possible.

측방 초음파센서(150)의 출력정보, 전방 초음파센서(120)의 출력정보, 레이저센서(110)에 의한 전방차량과의 거리정보, 주행차량(100)의 속도, 속도변화율를 이용하여 전방차량과의 충돌위험도를 각 단계별로 산출하는 방법은 아래와 같다. By using the output information of the side ultrasonic sensor 150, the output information of the front ultrasonic sensor 120, the distance information with the front vehicle by the laser sensor 110, the speed of the traveling vehicle 100, the speed change rate with the front vehicle The method of calculating the collision risk for each stage is as follows.

첨부된 도 7을 참조하면, 측방 초음파센서(150)에 의한 출력정보(u_s(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 ultrasonic sensor 150, as shown in (a), the medium and the near are classified according to the detection intensity of the vehicle approaching and detected from the side. The warning level, the risk level, and the collision level are determined by considering other input values.

전방 초음파센서(120)에 의한 출력정보(u_f(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 ultrasonic sensor 120, as shown in (b), the medium and the near are classified according to the sensing intensity of the vehicle approaching and detected from the front, and other input values are considered. Determine the warning, risk, and crash phases. In the case of the front ultrasonic sensor 120, the collision risk level is upgraded one step higher than when the vehicle is detected by the side ultrasonic sensor 150. This is because the forward movement of the traveling vehicle 100 is much faster than the lateral movement because the collision risk for the front vehicle is much higher than the collision risk for the side vehicle.

상기 레이저센서(110)에 의한 거리정보(d_k(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 전방차량과의 거리를 측정하는지 확인한다. 레이저센서(110)에 전방차량의 거리정보가 없다는 것은 순간적인 오류로 인하여 정보가 수신되지 않거나 전방 6m 이내에 차량이 없는 경우인데, 이를 판단하기 위하여 전방차량의 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. 전방차량과의 거리정보가 수신되면 Kalman filter를 이용하여 노면의 요철에 의해서 발생되는 급격한 변화를 보정한다. 다음으로, Kalman filter를 이용하여 보정한 전방차량과의 거리정보와 최대 차간거리정보(d_max(k))를 비교한다. 최대 차간거리정보는 30km/h의 차량을 정지시키기 위하여 필요한 최소 정지거리(D_s)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 laser sensor 110, as shown in (c), 0 to 2m to near, 2 to 4.5m to medium, 4.5 to 6m to far, The safety level, warning level, danger level and collision level are determined by considering other input values for the case. To this end, after performing an initialization process, the speed of the traveling vehicle is measured, and the speed is continuously measured if the measured speed of the traveling vehicle 100 is 30 km / h or more. On the other hand, if the speed of the driving vehicle is 30km / h or less, it is checked whether the laser sensor 110 measures the distance to the front vehicle. The absence of the distance information of the front vehicle in the laser sensor 110 is a case in which no information is received due to a momentary error or there is no vehicle within 6 meters ahead. In order to determine this, there is an error time without the distance information of the front vehicle. If it is larger than the set max error time, it is determined that there is no vehicle ahead, and if it is smaller than that, it is determined to be caused by an instantaneous error. When distance information with the vehicle in front is received, the Kalman filter is used to correct the sudden change caused by the unevenness of the road surface. Next, the distance information with the front vehicle corrected using the Kalman filter is compared with the maximum inter-vehicle distance information d _max (k). The maximum inter-vehicle distance information means a distance set in consideration of the safety factor to the minimum stopping distance (D _s ) necessary to stop the vehicle of 30km / h. The minimum stopping distance is calculated by the following equation using the principle that the kinetic energy determined by the speed is the same as the energy consumed by braking.

D_S = (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. 전방차량에 대한 거리정보가 최대 차간거리보다 크다면 거리 정보에 오류가 있다고 판단하여 처음 단계로 돌아간다. 반면에, 전방차량의 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 of the vehicle ahead is greater than the maximum inter-vehicle distance, it is determined that there is an error in the distance information and returns to the first step. On the other hand, if the distance information of the front vehicle is smaller than the maximum inter-vehicle distance, the collision risk is determined at the step of determining the collision state using fuzzy inference.

상기 거리변화율 정보(△d_k(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(v_m(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 vehicle 100, as in (e), 10 to 22.5 km / h is divided into medium, if less than the range is slow, if more than that range is classified as fast, For each case, the safety level, warning level, danger level and collision level are determined by considering the different input values.

상기 속도변화율 정보(△v_m(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.

u_s(k)u _s (k) u_f(k)u _f (k) d_k(k)d _k (k) Δd_k(k)Δd _k (k) v_m(k)v _m (k) Δv_m(k)Δv _m (k) c_s(k)c _s (k) 1One nonenone nonenone farfar increaseincrease xx xx safetysafety 22 nonenone nonenone farfar keepkeep xx xx safetysafety 33 nonenone nonenone farfar decreasedecrease slowslow xx safetysafety 44 nonenone nonenone farfar decreasedecrease mediummedium deceleratedecelerate safetysafety 55 nonenone nonenone farfar decreasedecrease mediummedium keepkeep safetysafety 66 nonenone nonenone farfar decreasedecrease mediummedium accelerateaccelerate warningwarning 77 nonenone nonenone farfar decreasedecrease fastfast deceleratedecelerate safetysafety 88 nonenone nonenone farfar decreasedecrease fastfast keepkeep warningwarning 99 nonenone nonenone farfar decreasedecrease fastfast accelerateaccelerate warningwarning 1010 nonenone nonenone mediummedium increaseincrease slowslow xx safetysafety 1111 nonenone nonenone mediummedium increaseincrease mediummedium xx safetysafety 1212 nonenone nonenone mediummedium increaseincrease fastfast deceleratedecelerate safetysafety 1313 nonenone nonenone mediummedium increaseincrease fastfast keepkeep safetysafety 1414 nonenone nonenone mediummedium increaseincrease fastfast accelerateaccelerate warningwarning 1515 nonenone nonenone mediummedium keepkeep slowslow deceleratedecelerate safetysafety 1616 nonenone nonenone mediummedium keepkeep slowslow keepkeep safetysafety 1717 nonenone nonenone mediummedium keepkeep slowslow accelerateaccelerate warningwarning 1818 nonenone nonenone mediummedium keepkeep mediummedium deceleratedecelerate safetysafety 1919 nonenone nonenone mediummedium keepkeep mediummedium keepkeep warningwarning 2020 nonenone nonenone mediummedium keepkeep mediummedium accelerateaccelerate warningwarning 2121 nonenone nonenone mediummedium keepkeep fastfast deceleratedecelerate warningwarning 2222 nonenone nonenone mediummedium keepkeep fastfast keepkeep warningwarning 2323 nonenone nonenone mediummedium keepkeep fastfast accelerateaccelerate dangerdanger 2424 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease slowslow deceleratedecelerate warningwarning 2525 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease slowslow keepkeep warningwarning 2626 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease slowslow accelerateaccelerate dangerdanger 2727 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease mediummedium deceleratedecelerate warningwarning 2828 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease mediummedium keepkeep dangerdanger 2929 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease mediummedium accelerateaccelerate collisioncollision 3030 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease fastfast deceleratedecelerate dangerdanger 3131 nonenone nonenone mediummedium decreasedecrease fastfast keepkeep dangerdanger 3232 nonenone nonenone mediummedium increaseincrease fastfast accelerateaccelerate collisioncollision 3333 nonenone nonenone nearnear IncreaseIncrease SlowSlow xx warningwarning 3434 nonenone nonenone nearnear IncreaseIncrease mediummedium xx dangerdanger 3535 nonenone nonenone nearnear increaseincrease fastfast xx dangerdanger 3636 nonenone nonenone nearnear keepkeep slowslow xx dangerdanger 3737 nonenone nonenone nearnear keepkeep mediummedium xx collisioncollision 3838 nonenone nonenone nearnear keepkeep fastfast xx collisioncollision 3939 nonenone nonenone nearnear decreasedecrease xx xx collisioncollision 4040 mediummedium xx xx xx slowslow xx warningwarning 4141 mediummedium xx xx xx mediummedium deceleratedecelerate warningwarning 4242 mediummedium xx xx xx mediummedium keepkeep warningwarning 4343 nearnear xx xx xx mediummedium accelerateaccelerate dangerdanger 4444 near near xx xx xx fastfast xx dangerdanger 4545 near near xx xx xx xx xx collisioncollision 4646 xx mediummedium xx xx slowslow xx dangerdanger 4747 xx mediummedium xx xx mediummedium deceleratedecelerate dangerdanger 4848 xx mediummedium xx xx mediummedium keepkeep dangerdanger 4949 xx near near xx xx mediummedium accelerateaccelerate collisioncollision 5050 xx nearnear xx xx fastfast xx collisioncollision 5151 xx nearnear xx xx xx xx collisioncollision

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 전방차량과의 거리가 far인 경우에 대한 것이다. The purge rules 1 to 9 are for the case where the distance to the front vehicle is far.

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 vehicle 100 are medium and accelerated, fast and keep, fast and accelerate, respectively.

퍼지룰10 내지 32는 전방차량과의 거리가 medium인 경우에 대한 것이다. The purge rules 10 to 32 are for the case where the distance to the front vehicle is medium.

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 전방차량과의 거리가 near인 경우에 대한 것이다. The purge rules 33 to 39 are for the case where the distance to the front vehicle is near.

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 ultrasonic sensor 150.

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 ultrasonic sensor 150 is medium, when the speed is slow, it belongs to the warning step when the speed and rate of change rate is medium and decelerate, medium and keep, respectively.

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 ultrasonic sensor 150 is near, it belongs to the dangerous stage when the speed and rate of change are medium and accelerated respectively, and belongs to the dangerous stage when the speed is fast, and then the speed and rate of change of speed are When not in the collision phase.

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 ultrasonic sensor 120. When the vehicle is detected by the front ultrasonic sensor 120, the collision risk is upgraded by one step than when the vehicle is detected by the side ultrasonic sensor 150.

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 ultrasonic sensor 120 is medium, when the speed is slow, it belongs to the dangerous stage when the speed and the rate of change are medium and decelerate, medium and keep, respectively.

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 ultrasonic sensor 120 is near, when the speed and rate of change are medium and accelerate, respectively, when the speed is fast, and then there is no speed and rate of change, it belongs to the collision step.

전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 레이저센서(110)를 통해 얻어진 전방차량과의 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 front vehicle obtained through the laser sensor 110, the distance change rate, the speed and the speed change rate of the traveling vehicle 100 as input values, the front ultrasonic sensor The output information using the 120 and the lateral ultrasonic sensor 150 is also used as an input value, and the collision risk is further refined in steps. As a result, the collision risk between vehicles can be predicted more realistically and precisely.

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 r_u=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=0.6m 높이에 w₁=60cm, w₂=30cm 간격을 두고 설치하였다. 여기서, 전방 초음파센서 2개는 정면을 바라보도록 설치하였고 측방 초음파센서는 r_i=70°를 이루도록 설치하였다. 마지막으로, 최대 차간거리 d_max는 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 m 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 속도변화율(상대가속도)을 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 speed change rate (relative acceleration) was set as the ECU's computational processing cycle, and was set to 100 ms considering 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 전방차량과 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 front vehicle located at a speed of 30 km / h or less. 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.

- 전방차량과 함께 주행할 때 -When driving with the vehicle ahead

도 9는 전방차량과 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 lateral ultrasonic sensor (see a), the distance from the front vehicle (see b), the distance change rate (see c), and the speed of the traveling vehicle (see d) when the vehicle is driven together with the front vehicle. , The rate of change of velocity (see e) and the change in collision risk (see f).

도 9에서 볼 수 있듯이 전방차량과의 거리가 줄어들고 속도가 증가하는 경우에 단계적으로 충돌위험도가 증가함을 확인하였다. 반대로, 전방차량과의 거리가 증가하고 속도가 감소하는 경우에는 충돌위험도 단계가 증가하지 않고 경보단계를 유지하다 감소함을 확인하였다. 특히, 약 3.4초 전후에는 전방차량과의 거리는 상대적으로 멀지만 전방차량과의 거리변화율이 상대적으로 커서 충돌위험도 단계가 충돌단계까지 증가하여 운전자에게 위험을 경보하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Figure 9 it was confirmed that the collision risk increases step by step when the distance to the front vehicle is reduced and the speed is increased. On the contrary, when the distance from the front vehicle increases and the speed decreases, it is confirmed that the collision risk level does not increase but maintains the warning level and decreases. In particular, about 3.4 seconds, the distance from the front vehicle was relatively far, but the distance change rate with the front vehicle was relatively large, so that the collision risk stage increased to the collision stage, thereby warning the driver of the danger.

도 10은 전방차량과 함께 주행한 경우, 각각의 충돌위험도 단계에 따라 시각적으로 경보하는 경보장치를 나타내고 있다. 상기 전방차량과의 거리가 줄어들수록 충돌위험도가 증가하면서 상기 경보장치에서 시각적으로 표시되는 것을 확인하였다. 특히, (c)의 위험단계와 (d)의 충돌단계에서는 즉각적인 제동이 필요할 만큼 전방차량과의 거리가 가까워진 것을 확인할 수 있다.
FIG. 10 illustrates an alarm system that visually alerts each collision risk level when the vehicle is driven with the front vehicle. As the distance from the front vehicle decreases, it is confirmed that the warning device is visually displayed while the collision risk increases. In particular, in the dangerous stage of (c) and the collision stage of (d), it can be seen that the distance from the vehicle ahead 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), 전방차량과의 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 front 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 전방차량과의 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), it was confirmed that the distance information with the front vehicle by the laser sensor was kept at 0 and displayed a value of about 2.445 m instantaneously in about 2.2 seconds. This is because the front ultrasonic sensor detects at a position closer to the vehicle interrupted than the laser sensor.

(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), 전방차량과의 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 with the front vehicle (see b), the rate of change of the distance (see c), the speed of the driving vehicle (see d), and the rate of change of the vehicle when the object 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.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법은, 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로에서도 차량이 끼어드는 경우를 대비하여 충돌을 예측하고 방지하도록 이루어진다. 이를 위해서는 곡선도로에서도 직선도로에서와 같이 전방차량에 대한 정확한 감지 및 거리측정이 이루어지는 것이 핵심이다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법은 주행차량이 곡선도로를 주행할 때에는 주행차량의 조향각에 대응하여 레이저 빔의 발광각도를 조절함으로써 이미 곡선도로를 따라 선회하고 있는 전방차량에 대하여도 조준이 가능하도록 구성되며, 이같은 구성에 대해 아래에서 계속 설명한다.Furthermore, the collision avoidance method for a vehicle according to an embodiment of the present invention is configured to predict and prevent a collision in case a vehicle is interrupted not only on a straight road but also on a curved road. For this purpose, accurate detection and distance measurement of the vehicle ahead is the key, even on a curved road. To this end, the collision avoidance method for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention adjusts an emission angle of a laser beam in response to a steering angle of a driving vehicle when the traveling vehicle travels on a curved road, and thus corresponds to a front vehicle already turning along the curved road. It is also configured to enable aiming, and such a configuration will be described below.

도 15는 곡선도로를 대비한 본 발명의 실시예에 따른 구성을 설명하기 위한 사용상태도이고, 도 16은 곡선도로를 대비한 본 발명의 실시예에 따른 계략적인 구성도이다.15 is a state diagram used to explain the configuration according to an embodiment of the present invention in preparation for a curved road, and FIG. 16 is a schematic configuration diagram according to an embodiment of the present invention for preparing a curved road.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법에 따르면 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 전방차량(300)을 정확히 조준할 수 있도록 구성된다. As shown, according to the collision avoidance method for a vehicle according to an embodiment of the present invention, the driving vehicle 100 does not emit light only toward the front of the driving vehicle 100 but enters a curved road while the driving vehicle 100 enters a curved road. It is configured to accurately aim the front vehicle 300 by adjusting the steering angle of the laser beam (L) to be bent in conjunction with the steering angle of the.

이로써, 본 발명은 직선도로에서 뿐만 아니라 곡선도로를 따라 주행할 때에도 전방차량(300)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 front vehicle 300 when driving along a curved road as well as on a straight road, thereby enabling distance measurement for collision avoidance.

이를 구현하기 위해, 레이저센서(110)가 레이저 빔(L)의 발광각도를 조절하는 것이 가능하도록 구성되며, 이와 연동된 조향각센서(130), 제어기(140)를 더 구비한다. 그리고 전방 초음파센서(120)의 경우에도 레이저센서(110)가 작동되지 않을 때를 대비하여 초음파의 발사각도를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. In order to implement this, the laser sensor 110 is configured to be able to adjust the light emitting angle of the laser beam (L), it is further provided with a steering angle sensor 130, the controller 140 in conjunction with this. And in the case of the front ultrasonic sensor 120 is preferably configured to adjust the firing angle of the ultrasonic wave in preparation for the laser sensor 110 is not operated.

상기 레이저센서(110)는 기본적으로 주행차량(100)의 전방부에 설치되어 수시로 레이저 빔(L)을 발광하고 수광하면서 상기 제어기(140)에 전방차량(300)의 감지여부 및 상대거리 측정을 위한 전기신호를 보내는 역할을 수행하기 위해 전방차량(300)에 대하여 레이저 빔(L)을 발광하는 빔 발광부(111)와, 발광된 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔(L)을 수광하는 빔 수광부(112)를 구비하는 한편, 레이저 빔(L)의 발광각도를 조절하기 위한 빔 구동부(113)를 더 구비한다. The laser sensor 110 is basically installed in the front part of the traveling vehicle 100 and emits and receives a laser beam L from time to time, and detects whether the front vehicle 300 is detected and the relative distance to the controller 140. Beam light emitting unit 111 for emitting a laser beam (L) for the front vehicle 300, and a beam light receiving unit for receiving the laser beam (L) is reflected and returned after the light to perform the role of sending an electric signal for While having a 112, a beam driver 113 for adjusting the light emitting angle of the laser beam L is further provided.

여기서, 상기 빔 구동부(113)는 전방차량(300)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 beam driver 113 is mounted on the base 113a fixed to the front of the front vehicle 300 and rotatably mounted to the left and right sides of the base 113a to adjust the emission angle of the laser beam L. It consists of a mount 113b to be adjustable. The beam light emitting part 111 is provided in the mount 113b. The configuration for the operation of the mount 113b that rotates with respect to the base 113a in the beam driver 113 may be simply a combination of a motor and a reduction gear.

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 전방차량(300)에 대하여 정확한 조준이 이루어지게 한다. 만일, 상기 레이저 빔(L)의 조준을 위한 회전각도가 측정된 조향각과 동일하다면 곡선도로를 따라 먼저 이동한 전방차량(300)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 beam driver 113 is interlocked with the steering angle sensor 130 with respect to the controller 140, and the beam driver 113 has a larger angle than the steering angle of the driving vehicle 100 measured by the steering angle sensor 130. By rotating the mount 113b, accurate aiming is achieved with respect to the front vehicle 300 that is previously traveling on the curved road. If the rotation angle for aiming the laser beam L is the same as the measured steering angle, there is a possibility that the aiming of the laser beam L may deviate with respect to the front vehicle 300 that first moved along the curved road. Therefore, after determining the detection distance range by the laser beam L in advance, the additional angle according to the steering angle is calculated in consideration of the maximum distance of the detection distance range (about 6-8 m or less), and the emission angle of the laser beam L is calculated. Final decision. This operation is performed by the controller 140.

상기 전방 초음파센서(120)는 주로 거리측정에 사용되는 상기 레이저센서(110)를 보조하여 주행차량(100) 전방으로 전방차량(300)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 전방차량(300)을 감지할 수 있도록 한다.The front ultrasonic sensor 120 serves to detect when the front vehicle 300 approaches the front of the traveling vehicle 100 by assisting the laser sensor 110 which is mainly used for distance measurement. To this end, the front ultrasonic sensor 120 is installed in the front of the vehicle 100, the sound wave generator 121 for firing ultrasonic waves forward, and is emitted from the sound wave generator 121 and reflected back It consists of a sound wave detection unit 122 for receiving the coming ultrasonic waves to detect the front vehicle (300).

이에 더해, 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 전방차량(300)으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 전방차량(300)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 ultrasonic sensor 120 further includes a sound wave driver 123 for driving the sound wave generator 121 to rotate to adjust the firing angle of the ultrasonic wave. The reason why the sound wave driver 123 is provided is to replace the role of the laser sensor 110 when the front ultrasonic sensor 120 is inoperable. In this case, the controller 140 calculates a distance from the front vehicle 300 by using the time until the ultrasonic wave is reflected from the front vehicle 300 and returns to the vehicle, and is measured by the steering angle sensor 130. A control signal for the sound wave driver 123 is applied to adjust the launch angle of the ultrasonic wave based on the steering angle.

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 steering angle sensor 130 serves to measure the steering angle of the traveling vehicle 100. In general, the steering angle sensor is a key component of the steering system of the vehicle. The steering angle sensor detects the rotation angle, direction, and rotation speed applied to the steering wheel, and the vehicle's multifunction control software determines the amount and direction of the auxiliary power required. It is a sensor that provides optimal handle operation and adjusts the suspension and headlights accordingly. Currently, a technology related to such a steering angle sensor is variously known and products that can measure up to 0.1 degrees have been commercialized, so that any one of the commercially available steering angle sensors for the steering angle sensor 130 according to the present invention may be employed. Just do it.

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 전방차량(300)으로부터 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 이용하여 상기 전방차량(300)과의 이격된 거리를 연산하는 역할을 한다. The controller 140 applies a control signal to the beam driver 113 of the laser sensor 110 to adjust the firing angle of the laser beam (L) based on the steering angle measured by the steering angle sensor 130, The laser beam L serves to calculate a distance from the front vehicle 300 by using the time until the laser beam L is reflected back from the front vehicle 300.

다만, 상기 제어기(140)는 전방차량(300)과의 거리 연산시 주행차량(100)과 전방차량(300)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 전방차량(300)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 전방차량(300)과의 거리가 된다. However, the controller 140 calculates the arc length of the curved road d2, that is, the arc road of the curved road, instead of the straight distance d1 between the driving vehicle 100 and the front vehicle 300 when calculating the distance with the front vehicle 300. Obtain To this end, the curved distance d2 is reflected by reflecting the steering angle of the traveling vehicle 100 in the linear distance d1 between the traveling vehicle 100 and the front vehicle 300 obtained by using the time when the laser beam L is reflected and returned. That is, the curved distance d2 corresponding to the arc length of the curved road can be obtained. This curved distance d2 is the distance to the actual and correct front vehicle 300 on the curved road.

전술된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 차량용 충돌방지방법은, 레이저 빔(L)의 발광각도를 조절함으로써, 곡선도로를 따라 선회하고 있는 전방차량(300)에 대해서도 정확한 조준 및 거리측정이 가능하다. 이를 기반으로 곡선도로에서도 직선도로에서와 같이 차량이 끼어드는 경우를 대비하여 효과적으로 충돌을 예측하고 방지할 수 있다.
As described above, the vehicle collision avoidance method according to the embodiment of the present invention enables accurate aiming and distance measurement even for the front vehicle 300 that is turning along the curved road by adjusting the light emitting angle of the laser beam L. FIG. Do. Based on this, it is possible to effectively predict and prevent a collision in case of a vehicle entering into a curved road as in a straight road.

도 17은 곡선도로를 대비한 본 발명의 변형실시예에 따른 구성을 설명하기 위한 사용상태도이다.17 is a state diagram used for explaining the configuration according to a modified embodiment of the present invention in preparation for a curved road.

도시된 바와 같이, 곡선도로를 대비한 본 발명의 변형실시예는 상기 레이저 빔의 발광은 서로 다른 복수의 레이저 빔으로 이루어지고, 각 레이저 빔의 발광각도는 서로에 대하여 편차지게 이루어지는 것을 특징으로 한다. As shown, the modified embodiment of the present invention with respect to the curved road is characterized in that the emission of the laser beam is composed of a plurality of different laser beams, the emission angle of each laser beam is made to be different with respect to each other .

이를 위해, 주행차량의 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. To this end, a plurality of laser sensors (110a, 110b) are provided with a left and right spaced apart from the front center of the driving vehicle, the emission angle of the laser beam (L1, L2) of each laser sensor (110a, 110b) is made to be different from each other It is characterized by. A described in the drawing is the deviation angle formed by each of the laser beams L1 and L2 emitted from each of the laser sensors 110a and 110b. As the deviation angle A increases, the detection range increases, and conversely, as the deviation angle a decreases, the detection range decreases.

이같은 구성에 의하면 편차지게 복수로 발광된 레이저 빔(L1,L2)에 의해 전방차량(300)에 대한 감지범위를 좌우로 넓힐 수 있게 되어 곡선도로에서도 전방차량(300)을 놓치지 않고 감지하는 것이 가능해지게 된다. According to such a configuration, the detection range of the front vehicle 300 can be widened from side to side by the laser beams L1 and L2 that are variably emitted, so that the front vehicle 300 can be detected without missing the curved road. You lose.

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 laser sensors 110a and 110b may be configured to emit laser beams L1 and L2 having different wavelengths. For example, even if only the semiconductor laser is considered, the wavelength of the GaAs laser and the CdS laser is divided into 0.84 μm and 0.494 μm, respectively, so that such a configuration can be easily performed.

이로써, 전방차량(300)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 전방차량(300)의 정확한 감지위치를 파악할 수 있는 것이다.
As a result, when receiving the laser beams L1 and L2 reflected from the front vehicle 300 and returning, the laser beams L1 and L2 emitted from the plurality of laser sensors 110a and 110b are clearly distinguished. It is possible to determine the exact detection position of the front vehicle (300).

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 beam receiving unit 113 beam driving unit
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

Calculating a distance to the front vehicle by using the time when the laser sensor emits a laser beam in front of the traveling vehicle and reflects the laser beam from the front vehicle;
Detecting, by the front ultrasonic sensor, a front vehicle adjacent to the traveling vehicle by firing ultrasonic waves in front of the traveling vehicle;
Detecting, by the side ultrasonic sensor, a side vehicle adjacent to the traveling vehicle by emitting ultrasonic waves toward the side of the traveling vehicle;
The distance from the front vehicle, the distance change rate with the front vehicle, the speed of the driving vehicle, the speed change rate of the driving vehicle, the output information by the detection of the front ultrasonic sensor, the output information by the detection of the side ultrasonic sensor as an input value To calculate the risk level for each step, but the safety level means the state without the risk of collision, the warning step means the state that requires the attention of the driver because the risk of collision is expected, and the function that reduces the speed of the driving vehicle due to the collision is expected. It includes the steps of obtaining a collision risk by dividing into a risk stage, which means a necessary 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 because the collision is confirmed.
When the collision risk is determined by the output information of the front ultrasonic sensor, the collision risk step is upgraded one step higher than when the collision risk is obtained by the output information of the side ultrasonic sensor. Way.

delete

The method of claim 1,
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 vehicle is in a collision stage when the speed and the rate of change of the vehicle are medium and accelerated respectively, and when the speed of the vehicle is fast. Vehicle Collision Avoidance.

The method of claim 1,
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. Collision avoidance method for a vehicle at low speed near.

The method of claim 1,
Normally, only the presence of the front vehicle approaching the front is detected by the ultrasonic waves emitted in front of the driving vehicle, but in case of emergency in which the laser beam cannot be emitted, the front vehicle is reflected by using the time when the emitted ultrasonic waves are reflected from the front vehicle. A collision avoidance method for a vehicle at low speeds, characterized in that it is possible to calculate the distance to the vehicle.

The method of claim 1,
When driving a vehicle traveling on a curved road, the angle of emission of the laser beam is adjusted according to the steering angle of the driving vehicle so that the vehicle can be aimed at a vehicle already turning along the curved road. Vehicle Collision Avoidance.

The method according to claim 6,
When calculating the distance from the vehicle ahead, the collision length for the vehicle at low speed near distance is obtained by calculating the arc length of the curved road corresponding to the straight line distance with the vehicle ahead based on the steering angle of the driving vehicle and making the distance from the vehicle ahead. Way.

The method according to claim 6,
The emission angle of the laser beam is a collision prevention method for a vehicle at a low speed close range, characterized in that made in a larger angle than the steering angle of the driving vehicle in consideration of the distance that the front vehicle first moved along the curved road.

The method according to claim 6,
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 to widen the detection range for the front vehicle, the collision avoidance for the vehicle at low speed close range Way.

10. The method according to any one of claims 6 to 9,
The laser sensor includes a beam light emitting unit for emitting a laser beam, a beam light receiving unit for receiving a laser beam that is reflected and returned after being emitted, and a beam driving unit for driving the beam light emitting unit to rotate to adjust an emission angle of the laser beam. Anti-collision method for a vehicle at low speed, characterized in that made.

The method according to claim 6,
Normally, the vehicle detects only the presence of the front vehicle approaching the front by the ultrasonic wave emitted from the front of the driving vehicle, but in case of emergency that the laser beam cannot be emitted, the front vehicle is reflected by using the time when the emitted ultrasonic wave is reflected from the front vehicle. To calculate the distance from
When the traveling vehicle travels on a curved road, by adjusting the firing angle of the ultrasonic wave in response to the steering angle of the traveling vehicle, it is possible to aim the vehicle ahead of the vehicle already turning along the curved road. Vehicle Collision Avoidance.

12. The method of claim 11,
A sound wave generator is installed in the front of the vehicle, the sound wave generator for emitting an ultrasonic wave forward, a sound wave detection unit for receiving the ultrasonic wave reflected back from the sound wave generator and the ultrasonic wave driving unit to rotate A collision avoidance method for a vehicle at low speed, characterized in that it comprises a sound wave drive for adjusting the firing angle of the.

In a collision avoidance device for a vehicle installed in a traveling vehicle to determine the risk of collision with the front vehicle based on the distance between the traveling vehicle and the front vehicle,
The laser sensor is installed in the front part of the traveling vehicle, and has a beam light emitting unit for emitting a laser beam, and a beam receiving unit for receiving a laser beam that is reflected after being emitted. Wow;
It is installed in the front of the vehicle, a sound wave generator for emitting 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 the front to sense the vehicle An ultrasonic sensor;
A side ultrasonic sensor installed at or near the front edge of the traveling vehicle, the side ultrasonic sensor being configured to sense the side vehicle approaching from the side by firing ultrasonic waves to the side;
It comprises a controller interlocked with the laser sensor, the front ultrasonic sensor and the side ultrasonic sensor,
The controller may detect the distance from the front vehicle, the rate of change of the distance with the front vehicle, the speed of the driving vehicle, the rate of change of the speed of the driving vehicle, and the detection of the lateral ultrasonic sensor. By using the output information and the output information by the detection of the front ultrasonic sensor as an input value to obtain a step-by-step collision risk, the collision risk is a safety step means a state without the risk of collision, the collision risk is expected A warning step means a condition that requires a condition, a danger step means a condition in which a collision is anticipated, and a function that reduces the speed of the driving vehicle is needed. Are divided into conflict stages, meaning status.
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, it is assumed to belong to the 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,
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. Anti-collision device for a vehicle at low speed near.

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