KR101449177B1 - 차량의 자동주행 시스템 - Google Patents

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KR101449177B1
KR101449177B1 KR1020120149238A KR20120149238A KR101449177B1 KR 101449177 B1 KR101449177 B1 KR 101449177B1 KR 1020120149238 A KR1020120149238 A KR 1020120149238A KR 20120149238 A KR20120149238 A KR 20120149238A KR 101449177 B1 KR101449177 B1 KR 101449177B1
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고향구
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현대오트론 주식회사
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    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템은, 차량의 좌우측면에 각각 설치되며, 거리측정을 통해 차량의 좌우측면에 근접하는 양측 물체들이 모두 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 감지하는 거리감지유닛과, 상기 차량에 설치되며, 상기 거리감지유닛의 거리측정 결과에 기초하여 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환함과 동시에 상기 측정된 거리를 이용해 상기 양측 물체들에 대한 곡률 궤적들을 연속적으로 산출하는 제어유닛 및, 상기 차량의 전륜측 스티어링에 연계 설치된 상태에서 상기 제어유닛에 의해 구동이 제어되며, 산출된 상기 곡률 궤적들과 상기 차량의 좌우측면이 동일거리로 유지되도록 상기 전륜측 스티어링의 조향 각을 조절하는 보조 조향유닛을 포함한다.

Description

차량의 자동주행 시스템{ACTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM}
본 발명은 차량의 자동주행 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 거리 감지 및 곡률 궤적 산출을 통해 차량의 좌우측면과 곡선을 이루는 물체의 양측 벽면이 동일 거리로 유지되도록 함으로써, 곡선 구간에서의 차량과 물체의 충돌을 방지하여 안전성을 확보할 수 있는 차량의 자동주행 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자가 차량을 원하는 방향으로 회전시키거나 차량의 전행 방향을 변경할 때 사용하는 장치이다.
그리고, 운전자는 조향 장치의 조향 핸들(조향 휠 : STEERING WHEEL)을 이용하여 차량이 진행하는 차선을 변경하거나, 차량을 좌/우로 회전시킬 수 있다.
여기서, 조향 핸들은 운전자가 손으로 파악하고 차량의 방향을 조작하는 림과, 상기 림과 연결되어 운전자에 의해 리브가 가해지는 회전 운동을 조향 칼럼에 전달하는 허브 등으로 구성된다.
그러나, 종래의 차량은 빌딩, 마트의 주차장 출입용 터널 등을 출입하는 경우, 조향 미숙 및 조향 실수 등으로 인해 차량이 곡선 터널의 벽면에 충돌하는 사고가 빈번하였고, 이로 인해 인적, 물적 피해를 입는 경우가 있어 이를 해결하기 위한 기술이 요구된다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0745915호(등록일: 2007년 07월 27일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 차량 조향 장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 차량의 좌우측면에 설치된 거리센서들을 이용해 곡선 터널의 양측 벽면이 안전거리 이내로 들어오는지 여부를 감지하고, 양측 물체가 모두 감지되는 경우 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환됨과 동시에 곡률 궤적을 산출하여, 차량의 좌우측면과 곡선을 이루는 물체의 양측 벽면이 동일 거리로 유지되도록 함으로써, 조향 미숙 및 조향 실수로 인해 차량이 곡선 터널의 벽면에 충돌하는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 운전자의 안전성을 확보할 수 있는 차량의 자동주행 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템은, 차량의 좌우측면에 각각 설치되며, 거리측정을 통해 차량의 좌우측면에 근접하는 양측 물체들이 모두 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 감지하는 거리감지유닛과, 상기 차량에 설치되며, 상기 거리감지유닛의 거리측정 결과에 기초하여 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환함과 동시에 상기 측정된 거리를 이용해 상기 양측 물체들에 대한 곡률 궤적들을 연속적으로 산출하는 제어유닛 및, 상기 차량의 전륜측 조향부에 연계 설치된 상태에서 상기 제어유닛에 의해 구동이 제어되며, 산출된 상기 곡률 궤적들과 상기 차량의 좌우측면이 동일거리로 유지되도록 상기 전륜측 조향부의 조향 각을 조절하는 보조 조향유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 거리감지유닛은 상기 차량의 전륜 방향에 각각 설치되어, 상기 차량의 전륜 방향 좌우측면과 상기 양측 물체들과의 거리를 감지하는 한 쌍의 제1거리감지센서 및, 상기 차량의 후륜 방향에 각각 설치되어, 상기 차량의 후륜 방향 좌우측면과 상기 양측 물체들과 거리를 감지하는 한 쌍의 제2거리감지센서를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 제1거리감지센서들과 상기 제2거리감지센서들이 상기 곡률 궤적들과 동일 간격을 유지하도록 상기 보조 조향유닛을 제어할 수 있다.
또한, 제1감지젠서들은 상기 전륜에 설치된 앞바퀴들의 회전중심 축 선과 직각 방향으로 수직을 이루는 차량의 좌우측면에 각각 설치되어, 상기 앞바퀴의 회전중심 축 선과 동일 축선 방향을 감지하며, 상기 제2거리감지센서들은 상기 후륜에 설치된 뒷바퀴들의 회전중심 축 선과 직각 방향으로 수직을 이루는 차량의 좌우측면에 각각 설치되어, 상기 뒷바퀴의 회전중심 축 선과 동일 축선 방향을 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 양측 물체들이 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 상기 제1거리감지센서들과 상기 제2거리감지센서들이 모두 감지하는 경우에만 상기 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 곡률 궤적들 간의 중심 궤적을 연속적으로 산출하며, 상기 보조 조향유닛은 상기 차량의 상기 전륜에 설치된 앞바퀴들 간의 중심점과, 상기 차량의 후륜에 설치된 뒷바퀴들 간의 중심점이 상기 중심 궤적으로부터 벗어난 방향과 반대되는 방향을 상기 곡률 궤적의 방향으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 거리감지유닛으로부터 거리측정 결과가 전달되지 않는 경우, 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 자동조향모드 온(ON) 및 상기 자동조향모드 오프(OFF)시 모드 전환 신호음을 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 상기 자동조향모드 온(ON) 상태에서 상기 차량의 전륜측 조향부에 기설정된 회전력 이상이 작용하는 경우, 상기 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어유닛은 산출된 상기 곡률 궤적들과 상기 차량의 좌우측면이 동일거리로 유지되지 않는 경우, 상기 차량의 이탈 값을 산출하며, 상기 보조 조향유닛은 상기 차량의 이탈 값만큼 상기 전륜측 조향부의 조향 각을 보상할 수 있다.
본 발명은 차량의 좌우측면에 설치된 거리센서들을 이용해 곡선 터널의 양측 벽면이 안전거리 이내로 들어오는 경우, 차량의 좌우측면과 곡선을 이루는 물체의 양측 벽면이 동일 거리로 유지되도록 함으로써, 조향 미숙 및 조향 실수 등으로 인해 차량이 곡선 터널의 벽면에 충돌하는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 인적, 물적 피해를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템의 구성을 보여주기 위한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템의 구성을 보여주기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템의 구성을 보여주기 위한 측면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템에서 차량이 터널을 진입한 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 4b는 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템에서 곡률 궤적과 중심 궤적을 이용해 차량이 자동조향모드 온(ON) 상태로 곡선 주행을 하는 상태를 보여주기 위한 블럭도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템은 거리감지유닛(100)과, 제어유닛(200) 및, 보조 조향유닛(300)을 포함한다.
먼저, 거리감지유닛(100)은 차량(10)과 물체(20, 20') 간의 거리를 감지하기 위한 것으로, 차량(10)의 좌우측면에 각각 설치된다.
이와 같은 상기 거리감지유닛(100)은, 측방을 향한 거리측정을 통해 차량(10)의 좌우측면에 근접하는 양측 물체(20, 20')들이 모두 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 감지한다.
여기서, 상기 거리감지유닛(100)은 한 쌍의 제1거리감지센서(110) 및, 한 쌍의 제2거리감지센서(120)로 구비될 수 있다.
상기 제1거리감지센서(110)는, 차량(10)의 전륜(11) 방향 좌우측면에 각각 설치된다.
즉, 상기 제1거리감지센서(110)는, 차량(10)의 전륜(11) 방향 좌우측면과 양측 물체(20, 20')들과의 거리를 감지하여 후술 될 제어유닛(200)으로 전달한다.
그리고, 상기 제1거리감지젠서(110)들은 전륜()에 설치된 앞바퀴들의 회전중심 축 선과 직각 방향으로 수직을 이루는 차량(10)의 좌우측면에 각각 설치된다.
이 상태에서, 상기 제1거리감지센서(110)들은 전륜(11)에 설치된 앞바퀴(11a)의 회전중심 축 선과 동일 축선 방향을 감지할 수 있다.
제2거리감지센서(120)는, 차량(10)의 후륜(12) 방향 좌우측면에 각각 설치된다.
즉, 상기 제2거리감지센서(120)는 차량(10)의 후륜(12) 방향 좌우측면과 양측 물체(20, 20')들과 거리를 감지하여 후술 될 제어유닛(200)으로 전달한다.
그리고, 상기 제2거리감지센서(120)들은 후륜(12)에 설치된 뒷바퀴(12a)들의 회전중심 축 선과 직각 방향으로 수직을 이루는 차량의 좌우측면에 각각 설치된다.
즉, 상기 제2거리감지센서(120)는 차량(10)의 후륜(12) 방향에 설치된 뒷바퀴(12a)의 회전중심 축 선과 동일 축선 방향을 감지할 수 있다.
따라서, 제1거리감지센서(110)들과 제2거리감지센서(120)들의 양측 거리 감지를 통해 양측 물체(20, 20')가 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 감지함으로써, 터널 진입 여부를 자동으로 감지할 수 있다.
제어유닛(200)은, 차량(10)에 설치되며, 거리감지유닛(100)의 거리측정 결과에 기초하여 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환한다.
이와 동시에, 상기 제어유닛(200)은 거리감지유닛(100)에서 측정된 거리를 이용해 양측 물체(20, 20')들에 대한 곡률 궤적(R, R')들을 연속적으로 산출한다.
그리고, 상기 제어유닛(200)은 제1거리감지센서(110)들과 제2거리감지센서(120)들이 곡률 궤적(R, R')들과 동일 간격을 유지하도록 후술 될 보조 조향유닛(300)의 구동을 제어한다.
또한, 상기 제어유닛(200)은 양측 물체(20, 20')들이 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 제1거리감지센서(110)들과 제2거리감지센서(120)들이 모두 감지하는 경우에만 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환할 수 있다.
즉, 차량(10)이 터널 내부로 진입을 완료하는 상태에서 터널의 양측 벽면에 대한 곡률 궤적(R, R')들을 각각 검출한다.
아울러, 상기 제어유닛(200)은 곡률 궤적들 간의 중심 궤적(C)을 연속적으로 산출할 수 있다.
그리고, 상기 보조 조향유닛(200)은 차량(10)의 전륜(11)에 설치된 앞바퀴(11a)들 간의 중심점과, 차량(10)의 후륜(12)에 설치된 뒷바퀴(12a)들 간의 중심점이 중심 궤적으로부터 벗어난 방향과 반대되는 방향을 상기 곡률 궤적의 방향으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 앞바퀴(11a)들 간의 중심점은 앞바퀴(11a)들의 회전중심을 연결하는 스티어링 샤프트의 중심이 될 수 있다.
그리고, 뒷바퀴(12a)들 간의 중심점은 뒷바퀴(12a)들의 회전중심을 연결하는 스티어링 샤프트의 중심이 될 수 있다.
또한, 상기 제어유닛(200)은 거리감지유닛(100)으로부터 거리측정 결과가 전달되지 않는 경우에, 자동조향모드 온(ON) 상태에서 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환할 수 있다.
한편, 상기 제어유닛(200)은 자동조향모드 온(ON) 및 자동조향모드 오프(OFF)시 모드 전환 신호음을 출력할 수 있다.
이를 위해, 상기 제어유닛(200)에는 미도시한 스피커가 전기적으로 더 연결될 수 있다.
또 한편, 상기 제어유닛(200)은 자동조향모드 온(ON) 상태에서 차량(10)의 전륜측 스티어링에 기설정된 회전력 이상이 작용하는 경우, 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환할 수 있다.
즉, 자동조향모드 온(ON) 상태에서 운전자의 스티어링 휠 조작이 감지되는 경우, 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환할 수 있다.
또 한편, 상기 제어유닛(200)은 산출된 곡률 궤적(R, R')들과 차량(10)의 좌우측면이 동일거리로 유지되지 않는 경우, 차량(10)의 이탈 값을 산출할 수 있다.
이후, 후술 될 보조 조향유닛(300)은 산출한 차량(10)의 이탈 값만큼 전륜(11)측 스티어링의 조향 각을 보상할 수 있다.
보조 조향유닛(300)은, 차량(10)의 전륜(11)측 조향부(스티어링)에 연계 설치된 상태에서 제어유닛(200)에 의해 구동이 제어된다.
여기서, 보조 조향유닛(300)은 모터로 구비될 수 있고, 조향부(스티어링)의 스티어링 샤프트(Steering shaft)에는 운전자가 조향할 수 있도록 핸들이 연결된다.
이때, 보조 조향유닛(300)은 스티어링 샤프트와 핸들의 연결 부위에 설치된 상태에서 보조적인 구동력을 제공한다.
그리고, 상기 보조 조향유닛(300)은 산출된 곡률 궤적(R, R')들과 차량(10)의 좌우측면이 동일거리로 유지되도록 전륜(11)측 스티어링의 조향 각을 조절한다.
이와 같이, 전술한 제어유닛(200)과 상기 보조 조향유닛(300)은 주차보조시스템(SPAS: Smart Parking Assist System)과 동일한 방식을 이용할 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 차량의 좌우측면에 설치된 거리센서들을 이용해 곡선 터널의 양측 벽면이 안전거리 이내로 들어오는 경우, 차량의 좌우측면과 곡선을 이루는 물체의 양측 벽면이 동일 거리로 유지되도록 할 수 있다.
이로써, 조향 미숙 및 조향 실수에 의해 차량이 곡선 터널의 벽면에 충돌하는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 인적, 물적 피해를 줄일 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 차량의 자동주행 시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 차량
11: 전륜
11a: 앞바퀴
12: 후륜
12a: 뒷바퀴
20, 20': 물체
100: 거리감지유닛
110: 제1거리감지센서
120: 제2거리감지센서
200: 제어유닛
300: 보조 조향유닛
R, R': 곡률 궤적
C: 중심 궤적
S: 안전거리

Claims (10)

  1. 차량의 좌우측면에 각각 설치되며, 거리측정을 통해 차량의 좌우측면에 근접하는 양측 물체들이 모두 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 감지하는 거리감지유닛;
    상기 차량에 설치되며, 상기 거리감지유닛의 거리측정 결과에 기초하여 상기 양측 물체들이 모두 안전 거리 이내로 진입하는 경우에, 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환함과 동시에 상기 측정된 거리를 이용해 상기 양측 물체들에 대한 곡률 궤적들을 연속적으로 산출하는 제어유닛; 및
    상기 차량의 전륜측 스티어링에 연계 설치된 상태에서 상기 제어유닛에 의해 구동이 제어되며, 산출된 상기 곡률 궤적들과 상기 차량의 좌우측면이 동일거리로 유지되도록 상기 전륜측 스티어링의 조향 각을 조절하는 보조 조향유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리감지유닛은,
    상기 차량의 전륜 방향에 각각 설치되어, 상기 차량의 전륜 방향 좌우측면과 상기 양측 물체들과의 거리를 감지하는 한 쌍의 제1거리감지센서 및,
    상기 차량의 후륜 방향에 각각 설치되어, 상기 차량의 후륜 방향 좌우측면과 상기 양측 물체들과 거리를 감지하는 한 쌍의 제2거리감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 제1거리감지센서들과 상기 제2거리감지센서들이 상기 곡률 궤적들과 동일 간격을 유지하도록 상기 보조 조향유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1거리감지센서들은,
    상기 전륜에 설치된 앞바퀴들의 회전중심 축 선과 직각 방향으로 수직을 이루는 차량의 좌우측면에 각각 설치되어, 상기 앞바퀴의 회전중심 축 선과 동일 축선 방향을 감지하며,
    상기 제2거리감지센서들은,
    상기 후륜에 설치된 뒷바퀴들의 회전중심 축 선과 직각 방향으로 수직을 이루는 차량의 좌우측면에 각각 설치되어, 상기 뒷바퀴의 회전중심 축 선과 동일 축선 방향을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 양측 물체들이 안전거리 이내로 진입하는지 여부를 상기 제1거리감지센서들과 상기 제2거리감지센서들이 모두 감지하는 경우에만 상기 자동조향모드 온(ON) 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 곡률 궤적들 간의 중심 궤적을 연속적으로 산출하며,
    상기 보조 조향유닛은,
    상기 차량의 상기 전륜에 설치된 앞바퀴들 간의 중심점과, 상기 차량의 후륜에 설치된 뒷바퀴들 간의 중심점이 상기 중심 궤적으로부터 벗어난 방향과 반대되는 방향을 상기 곡률 궤적의 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 거리감지유닛으로부터 거리측정 결과가 전달되지 않는 경우, 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 자동조향모드 온(ON) 및 상기 자동조향모드 오프(OFF)시 모드 전환 신호음을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 자동조향모드 온(ON) 상태에서 상기 차량의 전륜측 스티어링에 기설정된 회전력 이상이 작용하는 경우, 상기 자동조향모드 오프(OFF) 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    산출된 상기 곡률 궤적들과 상기 차량의 좌우측면이 동일거리로 유지되지 않는 경우, 상기 차량의 이탈 값을 산출하며,
    상기 보조 조향유닛은,
    상기 차량의 이탈 값만큼 상기 전륜측 스티어링의 조향 각을 보상하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주행 시스템.
KR1020120149238A 2012-12-20 2012-12-20 차량의 자동주행 시스템 KR101449177B1 (ko)

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