KR101372552B1 - 사전 충돌 방지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사전 충돌 방지 시스템에 관한 것이다. 본 사전 충돌 방지 시스템은 탑승차량의 이동방향에 위치한 타 차량의 위치를 감지하는 레이더와, 탑승차량에 장착된 안전기구와, 레이더에서 감지한 신호를 비교 연산하여 안전기구의 작동여부를 판단하는 제어부와, 제어부의 판단에 따라 안전기구를 구동하는 구동부를 포함한다. 이에 의해 제어부에서 차량의 상대거리, 상대각도, 상대속도를 기반으로 효과적으로 안전기구 작동 여부를 판별할 수 있다.
충돌 방지 시스템

Description

사전 충돌 방지 시스템{Pre-crash system}
본 발명은 사전 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑승차량과 탑승차량의 이동방향에 위치한 타 차량과의 상대거리, 상대속도, 상대각도를 기반으로 2 단계의 판단을 하여 안전기구 작동 여부의 신뢰성을 높일 수 있는 사전 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 충돌 방지 시스템은 차량의 후진 시 초음파 센서 등의 거리측정 센서를 이용하여 차량과 물체의 거리를 센싱하여 운전자에게 알려주거나 주행 시 전방 물체의 감지 및 전방 물체까지의 거리를 측정하여 운전자에게 보여주거나 경보하여 주는 시스템이다.
최근 충돌 방지 시스템은 전방 카메라를 부착하고, 주행 시에는 전방 물체와의 거리와 전방 카메라를 통해 촬영된 영상을 모니터를 통해 보여주는 시스템들도 출시되고 있다.
이러한 시스템들은 전방의 영상을 보여줌으로써 사용자가 전방의 상황을 보다 명확하게 알 수 있는 이점을 제공한다.
그러나, 종래 충돌 방지 시스템은 단순히 전방의 영상만을 보여주기 때문에 운전자가 실제 카메라가 촬영한 영상만을 보고 전방의 충돌 위험을 감지하고, 영상 외에 운전자에게 충돌의 위험을 음향으로 알려주는 경보장치 또한 전방 차량의 위치를 센서로 감지해 경보장치를 작동하므로, 차량 충돌의 위험을 판단하는데 있어서 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 탑승차량과 타 차량과의 상대거리, 상대속도 및 상대각도를 기반으로 효과적으로 제어부에서 안전기구의 작동 여부를 판단할 수 있는 사전 충돌 방지 시스템의 제공에 있다.
상술한 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사전 충돌 방지 시스템은, 탑승차량의 이동방향에 위치한 타 차량의 위치를 감지하는 레이더와, 탑승차량에 장착된 안전기구와, 레이더에서 감지한 신호를 비교 연산하여 안전기구의 작동 여부를 판단하는 제어부와, 제어부의 판단에 따라 안전기구를 구동하는 구동부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 탑승차량과 탑승차량의 이동방향에 위치한 타 차량과의 상대거리, 상대속도, 상대각도를 기반으로 2 단계의 판단을 하여 안전기구 작동 여부의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사전 충돌 방지 시스템의 구성을 도시한 블럭도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사전 충돌 방지 시스템은 레이더(10), 제어부(15), 구동부(20) 및 안전기구(25)를 포함한다. 안전기구(25)는 운전자에게 경고음을 울리는 알림기구(30)와 차량의 시트 벨트를 미리 당겨주는 당김기구(35)를 포함한다.
레이더(10)는 탑승차량의 이동방향에 있는 타 차량의 위치를 감지한다. 이동방향에 있는 타 차량의 위치를 감지하기 위해 레이더는 차량의 앞부분(미도시)에 장착된다.
감지된 위치정보는 제어부(15)로 송신되며, 제어부(15)는 레이더에서 수신받은 위치정보를 기초로 타 차량과의 상대속도, 상대거리, 상대각도를 연산한다. 제어부(15)는 타 차량과의 상대속도, 상대거리, 상대각도를 기초로 제어부(15) 내에 설정되어 있는 기준값과 비교하고, 최소 충돌 회피거리 및 공주거리를 연산한다.
제어부(15)의 연산결과에 기초하여 구동부(20)가 알림기구(30) 및 당김기구(35)를 구동하게 된다.
상술한 제어부(15)의 타 차량과의 상대속도, 상대거리, 상대각도를 기초로 탑승차량과 타 차량과의 충돌 회피 최소거리 및 공주거리의 연산에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 주행 상황에서의 연산과 정을 도시한 도이다.
도 2a를 참조하면, 차량 주행중 탑승차량(55)에서 레이더(10)로 차량의 이동 방향에 위치한 타 차량(50)의 위치를 감지하고, 타 차량(50)의 위치정보를 제어부(15)에 송신한다.
제어부(15)는 타 차량(50)의 위치정보를 기초로 탑승차량(55)과의 상대속도(Vr), 상대거리(Rr), 상대각도(θr)를 연산하고, 상대각도(θr)와 기준각도를 비교한다. 기준각도의 연산은 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2b를 참조하면, 기준 각도(θthere)는 상술한 레이더(10)로부터 측정한 상대거리(Rr)와 도로의 차선폭 값(L)을 이용하여 다음과 같은 수식으로 계산이 가능하다.
θthere = 90°- COS-1(L/R)
상대각도(θr)가 미리 정해진 기준 각도(θthere)보다 클 경우, 현재 주행상황에서 타 차량(50)은 전방 충돌과 무관한 옆 차선에서 안전하게 주행중인 것으로 판단하고, 안전기구(25)를 구동하는 구동부(20)는 동작하지 않는다.
상대각도(θr)가 미리 정해진 기준 각도(θthere) 이하일 경우, 타 차량(50)과 충돌의 가능성이 큰 동일선 상에서 주행 중이라고 판별하고, 다음 판별 단계로 넘어간다.
레이더(10)에서 감지한 위치 정보를 기초로 제어부(15)에서 연산한 타 차 량(50)과의 상대속도(Vr)와 차량의 질량 M을 이용하여 다음과 같은 수식으로 주행중인 탑승차량(55)의 운동에너지 Ke를 계산한다.
Ke = M(VrCOSθr)2/2
탑승차량(55)의 운동에너지 Ke가 전방 충돌을 피하기 위해 탑승차량(55)의 급정거로 인한 제동력으로 완전히 소모된다고 하면, 운동에너지 Ke가 전부 소모되어 차량의 속도가 0이 되고, 충돌을 회피할 수 있는 최소한의 거리 R`은 다음과 같은 수식으로 계산이 가능하다. μ는 도로와 탑승차량(55)과의 마찰계수이며, g는 중력가속도이다.
M(VrCOSθr)2/2 = μMg(R`COSθr) ↔ R` = Vr 2COSθr/2μg
탑승차량(55)의 운동에너지가 제동력으로 완전히 소모되기 위해 필요한 최소 충돌 회피 거리 R`과 레이더(10)로부터 받은 상대거리에 공주거리를 더한 값 Rtotal을 비교하여 구동부(20)의 구동 여부를 판단한다. 탑승차량(55)의 공주거리는 다음의 수식으로 계산이 가능하다. t1은 탑승차량(55)의 운전자가 브레이크를 밟을때까지의 시간이다.
R공주거리 = Vrt1
최소 충돌회피 거리 R`가 상대거리에 공주거리를 더한 값 이상이면 구동부(20)를 구동하고, 상대거리에 공주거리를 더한 값보다 작으면 구동부(20)는 구동 되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사전 충돌 방지 시스템의 순서도이다.
탑승차량(55)의 레이더(10)에서 이동방향에 위치한 타 차량(50)의 위치정보를 감지하고(S100), 위치정보에 기초하여 탑승차량(55)과 타 차량(50)과의 상대각도와 기준각도를 비교한다(S105).
기준각도가 상대각도보다 큰 경우, 탑승차량(55)과 타 차량(50)의 최소 충돌 회피 거리 R`과 상대거리에 공주거리를 더한 값 Rtotal을 비교한다(S110).
최소 충돌 회피 거리 R`가 상대거리에 공주거리를 더한 값 Rtotal 이상인 경우, 안전기구(25)가 구동된다(S115).
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사전 충돌 방지 시스템의 구성을 도시한 블럭도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 주행 상황에서의 연산과정을 도시한 도, 그리고
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사전 충돌 방지 시스템의 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 레이더 15: 제어부
20: 구동부 25: 안전기구
30: 알림기구 35: 당김기구

Claims (9)

  1. 탑승차량의 이동방향에 위치한 타 차량의 위치를 감지하기 위해 상기 탑승차량의 앞부분에 장착되는 레이더;
    상기 탑승차량에 운전자에게 정보를 전달하는 알림기구 및 시트의 벨트를 당겨주는 당김기구로 장착된 안전기구;
    상기 레이더에서 감지한 신호를 비교 연산하여 상기 안전기구의 작동 여부를 판단하는 제어부; 및
    상기 제어부의 판단에 따라 상기 안전기구를 구동하는 구동부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 레이더의 위치정보를 수신받아 상기 탑승차량과 상기 타차량의 상대속도, 상대거리 및 상대각도를 연산하고, 상기 상대속도, 상대거리 및 상대각도에 기초하여 상기 탑승차량과 상기 타 차량과의 충돌 회피 최소거리 및 공주거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 사전 충돌 방지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    차량 주행중 상기 레이더에서 감지한 상기 탑승차량과 타 차량의 상대각도가 기준 각도보다 클 경우, 상기 구동부를 구동하지 않는 것을 특징으로 하는 사전 충돌 방지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    차량 주행중 상기 레이더에서 감지한 상기 탑승차량과 타 차량의 상대각도가 기준 각도 이하일 경우, 상기 구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 사전 충돌 방지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    차량 주행중 상기 레이더에서 감지한 상기 탑승차량과 타 차량의 상기 충돌 회피 최소 거리가 상기 상대거리와 공주거리를 합한 값보다 작으면, 상기 구동부를 구동하지 않는 것을 특징으로 하는 사전 충돌 방지시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    차량 주행중 상기 레이더에서 감지한 상기 탑승차량과 타 차량의 상기 충돌 회피 최소 거리가 상기 상대거리와 공주거리를 합한 값 이상이면, 상기 구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 사전 충돌 방지 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    차량 주행중 상기 레이더에서 감지한 상기 탑승차량과 타 차량의 상대각도가 기준 각도 이하이고, 상기 탑승차량과 타 차량의 상기 충돌 회피 최소 거리가 상기 상대거리와 공주거리를 합한 값 이상이면, 상기 구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 사전 충돌 방지 시스템.
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