KR101662482B1 - 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법 및 차량 보조 장치 - Google Patents

자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법 및 차량 보조 장치 Download PDF

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헬라 카게아아 휙크 운트 콤파니
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Abstract

평행 주차 공간 내로 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법에서, 차량 통행 시 초음파 센서들에 의해 평행 주차되는 다른 자동차들과 그사이에 존재하는 공간들이 검출되고, 상기 초음파 센서들로부터 얻어진 측정 데이터는 평행 주차되는 자동차들에 대해 예상되는 측정 데이터를 토대로 하여 편집되며 그렇게 편집된 측정 데이터는 주차 궤적 산출에 기초가 된다.

Description

자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법 및 차량 보조 장치{METHOD FOR COMPUTATION OF A PARK TRAJECTORY OF A MOTOR VEHICLE AND A MOTOR VEHICLE ASSIST DEVICE}
본 발명은 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 초음파 센서들을 이용하여 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 과정을 지원하기 위한 차량 보조 장치에 관한 것이다.
차량 보조 시스템들을 이용하여 더욱 수월하게 해결할 수 있는 공지된 주차 과정은 도로 또는 보도 혹은 도로 가장자리에 평행하게 배치된 주차 공간 내에 주차하는 것이다. 이러한 주차 공간은 길이 주차 공간으로도 표현된다. 그에 비해 평행 주차 공간들, 즉 차량이 도로 진행에 대해 대각선으로 또는 거의 수직으로 방향 설정된 이러한 주차 공간들 내에 주차하는 것은 상대적으로 복잡하다. 이를 위해 공지된 차량 보조 장치들은 카메라 시스템들을 구비해야 하지만, 상기 카메라 시스템들은 장치를 비교적 소모적이고 복잡하게 하며 그리고 비용이 많이 들게 한다. 상대적으로 비용이 적게 드는 초음파 센서들은 평행 주차 공간들 내에 주차하는 과정들을 위해 사용되지 않는데, 그 이유는 초음파 센서 장치 내의 허용 오차가 주차 공간 주변 환경을 확실하게 규정하기 위해 충분하지 않기 때문이다. 추가로 고려되어야 할 것은 차량이 경사진 곳에 인접하는 경우 초음파 센서 장치가 차량 윤곽선을 완벽하게 검출할 수 없다는 점이다.
본 발명의 목적은 카메라 시스템 없이 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 마찬가지로 카메라 시스템 없이 평행 주차 공간 내에 주차하는 과정을 지원하기 위한 차량 보조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 방법에 의해 달성된다. 장치에 관한 목적은 청구항 15의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 개선예들은 종속항들에서 기술된다.
평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법에서 중요한 점은 차량 통행 시 초음파 센서들에 의해서 평행 주차되는 다른 자동차들 및 그 사이에 존재하는 공간들이 검출되고, 상기 초음파 센서들로부터 수득된 측정 데이터는 평행 주차되는 자동차들에 대해 예측되는 측정 데이터를 기초로 편집되며 그렇게 편집된 측정 데이터는 주차 궤적 산출에 근거가 될 수 있다는 것이다.
본 발명에 따른 방법에 의해서는, 많은 차량에서 실제로 다른 목적들을 위해 사용되는 또는 존재하는 초음파 센서들만으로도 실제로 평행 주차 과정을 돕거나 또는 무엇보다 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출할 수 있다. 상기와 같은 상황은 실질적으로 평행 주차 공간에 대한 예상값들을 가정함으로써 달성되며, 상기 예상값들을 토대로 하여 얻어진 측정 데이터가 편집되거나 해석된다. 그에 의해 현저히 향상된 데이터 베이스가 제공되고, 상기 데이터 베이스 를 토대로 하여 주차 궤적이 계산될 수 있다.
바람직하게 차량의 측면에 존재하는 초음파 센서들은 평행 주차되는 다른 자동차들 및 그 사이에 존재하는 공간들을 검출하기 위해 사용된다. 이러한 초음파 센서들은 주변 감지 및 후진 보조 그리고/또는 길이 주차 공간들 또는 도로 진행에 평행하게 배치된 주차 공간들 내에서 주차를 보조하기 위해서도 사용된다. 바람직하게 차량 측면에 존재하는 2개 이상의 초음파 센서는 평행 주차되는 다른 자동차들과 그 사이에 존재하는 공간들을 검출하기 위해 사용된다. 이 경우, 측정 및 측정 데이터는 상호 조합되거나 또는 2개의 독립적인 측정이 실행될 수 있는데, 상기 2개의 독립 측정은 이러한 방식으로 발생 가능한 에러를 찾아내거나 또는 센서들이 혹 상이하게 방향 설정될 수 있는지의 여부를 확인하기 위해 추후에 서로 조정된다.
데이터 편집 시에는 주차되는 자동차에 대해 예측되는 측정 데이터가 기초가 된다. 바람직하게 이러한 측정 데이터는 편집시 미리 주어지는 자동차들의 특정 폭 및/또는 길이이다. 일반적으로는 예컨대 1.8m 내지 2.3m의 폭을 출발점으로 삼을 수 있다. 또한, 데이터 편집 시에는 탐지된 자동차들이 사이드 미러를 구비하고 특정 치수들을 갖는다는 사실이 예상값으로 미리 제공된다. 미리 주어진 예상값들 중 또 다른 예상값은 자동차들의 형태 대칭에 대한 가정이다. 추가의 미리 정해진 예측은 자동차들 간의 공간들에 대한 특정 측정값에 관한 것이다. 이 경우, 차량들 간의 특정 간격들은 예컨대 0.5m 내지 1m를 출발점으로 삼을 수 있다.
자동차들에 대해 측정된 수치 및 그와 동시에 검출된 각도를 참고로 차량 대 칭을 기초로 하여 자동차의 위치가 추론될 수 있으며, 바람직하게 자동차의 방위 측정한 각도를 기초로 하여 존재하는 주차 공간 깊이(depth)에 대한 길이 보정이 실행된다.
본 발명의 다른 한 바람직한 실시예에서는 산출을 위해 좌표계를 기초로 하며, 상기 좌표계에는 경계에 닿는 차량들의 차량 각도, 통행 각도 및/또는 운전자의 조향 움직임 및 자동차 속도가 등록된다. 그렇게 검출된 좌표계를 토대로 하여 주차 과정에 따라 주차 궤적의 종점(endpoint) 및 그와 연관해 주차되는 차량의 방향 설정도 결정된다.
본 발명의 다른 한 바람직한 실시예에서 주차 궤적은 다수의 구간으로 세분되고 구간별로 산출된다. 이 경우, 모든 구간에는 바람직하게 구조적인 기본 형태가 할당된다. 주차 궤적은 바람직하게 직선 구간, 곡선 1 구간, 원호 구간, 곡선 2 구간에 의해 산출된다. 바람직하게 주차 궤적은 클로소이드 방정식(clothoid equation)들을 토대로 하여 산출된다. 상기 클로쏘이드 방정식들은 특히 전술한 곡선 1 구간 및 곡선 2 구간을 산출하기 위해 사용된다.
산출된 주차 궤적을 따라 주차되는 주차 과정 동안에도 초음파 센서들에 의해 자동차의 주변을 기술하는 측정 데이터가 수득된다. 산출된 주차 궤적은 그렇게 얻어진 측정 데이터를 이용해 계속해서 체크된다. 특히 이 경우, 주차 궤적 경로 상에 장애물이 존재하는지 또는 다른 차량들에 대하여 계산된 간격들이 유지되는지의 여부가 검사된다. 주차 궤적 영역 내에 장애물이 있거나 또는 인접한 자동차들에 대해 요구된 간격들이 유지되지 않을 경우에는 주차 궤적이 새로이 산출된 다. 주차 궤적은 수정되거나 아니면 장애물에 도달하기 전에 직진이 계산되어 입력되고 상기 제 1 직진 후 새로 계산된 주차 궤적을 따라 제 2 후진이 실행된다. 동시에 직진 그리고 후진조차 클로쏘이드, 원형 구간 및 갱신된 클로쏘이드 또는 곡선 경로를 이용하여 계산되는 궤적들을 따라 마찬가지로 바람직하게 진행된다. 상기 산출들은 제 1 주차 궤적 산출과 유사하게 실행된다.
본 발명에 따르면, 초음파 센서들 및 특히 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 산출된 주차 궤적을 이용하여 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 과정을 지원하기 본 발명에 따른 차량 보조 장치는 오로지 주차 궤적을 산출하기 위한 측정 데이터를 얻기 위한 초음파 센서들을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다.
도 1에는 차량(1)이 도시되어 있다. 상기 차량은 측면에 도면에서 "13" 및 "14"로 기재된 곤봉 모양의 측정 레그들을 발생하는 초음파 센서들(11 및 12)을 가지며, 상기 측정 레그들에 의해서는 적어도 주변 영역 내 환경이 스캔 될 수 있다. 이 때문에 차량 통행 시 차량들(3, 5, 7, 8 및 10)과 그 사이에 존재하는 공간들(4, 6 및 9)에 대한 측정 데이터가 검출된다. 결과적으로 주차 공간(2)이 인식되어 주차 궤적(20)이 산출될 수 있는데, 상기 주차 궤적 상에서 자동차(1)는 평행 주차 공간(2) 내로 진입할 수 있다. 곤봉 모양의 측정 레그(13)를 이용해 초음파 센서(11)로부터 얻어진 측정 데이터는 차량(3, 5, 7, 8 및 10)의 폭 및 차량들 간 의 공간들(4, 6 및 9)의 폭에 대한 예상값들에 의해 편집된다. 그렇게 편집된 데이터로부터는 본 경우 전체 4개의 구간, 다시 말하자면 직선 구간(21), 제 1 곡선 구간(22)(특히 클로쏘이드), 원호 구간(23) 및 제 2 곡선 구간(24)(특히 클로쏘이드)을 갖는 주차 궤적(20)이 산출된다.
그러나 본 발명에 따른 방법에 의해서는 이상적인 동작의 편차들도 고려될 수 있다. 도 1에서 라인들(30) 및 상기 라인들(30)에 수직으로 정렬된 라인(32)은 차량의 방향 설정을 나타낸다. 이 경우, 라인(32)은 산출 시작점을 형성하는 뒤 차축을 지나간다. "33"은 라인(32)으로부터의 간격이며, 즉 차량(1)의 뒤 차축으로부터 라인(34)까지의 간격이고, 상기 라인(34)은 주차 공간(2)의 앞쪽의 빈 가장자리를 형성한다. 라인(34)에 대한 각도 내에 방향 설정된 라인(35)은 주차 공간(2)의 실제 치수를 참고하고, 상기 주차 공간(2)은 비스듬히 주차되는 차량(7)으로 인해 수직 라인(34)으로부터 벗어난다. 간격(33)은 뒤 차축으로부터 제 1 차량 모서리까지의 간격으로도 표현되고 출발 위치에서 약 1미터에 이를 수 있다. 라인들(30 및 32)은 수직으로 서로 겹쳐지며, 그 이유는 이 경우에는 차량의 중심축이 다루어지기 때문인데, 다시 말하자면, 한 번은 종축이 그리고 한번은 횡축이 다루어지기 때문이다. 통상적으로 라인들(30 및 34), 다시 말하자면 차량의 방향 설정 및 주차 공간(2)의 방위는 수직으로 서로 겹쳐진다. 차량(1)에 탑승한 운전자가 평행 주차 공간(2)을 통과할 경우, 물리적인 경계 조건들로 인해 초음파 센서들(11)은 측면 간격을 포함한 상기 평행 주차 공간(2)의 전체 깊이까지는 측정할 수 없다. 센서의 측정 유효 범위는 대체로 4.5미터인 반면, 주차 공간의 깊이는 4.5 내지 5미터이고 추가로 0.5 내지 1.5미터의 통과 간격도 고려될 수 있다. 따라서, 주차 공간을 상기 주차 공간의 전체 길이 내에서 확실하게 측정할 수 있기 위해 전체적으로 6.5미터의 필수 측정 유효범위가 주어진다. 이것이 가능하지 않아 단지 부분 측정만 이루어진다면, 한편으로 예측되는 측정 데이터를 기초로 하여 측정 데이터가 편집되고 다른 한편으로는 주차 과정 동안 받는 신호들에 의해 산출이 계속해서 업-데이팅되거나 또는 검사되고 경우에 따라 추가의 곡선들이 설계됨으로써, 인식된 장애물들을 피하게 된다. 이러한 과정은 라인(35)의 결과로 나타난 것과 같이 예컨대 이상적으로 주차되지 않는 차량들에 필수적일 수 있다.
주차 궤적(20)은 완전히 계산된다. 초음파 센서들로부터 받은 신호들의 사전 모니터링을 토대로 하여 운전자는 기어 변경이 필요하게 된다. 사전 모니터링은 최근 통행 특성 및 현재 계획을 참조하여 주차 공간(2) 내에 최종적으로 도달할 위치를 예측한다. 기어 변경 후에는 작동 장치에 의해 진로가 바뀐 연산 부호를 갖는 원 계획에 따른 편향 각도가 요구된다. 선행 모니터링을 토대로 하여 운전자는 재차 기어를 변경하게 된다. 선행 모니터링에 의해 계획된 경로는 계획된 주차 위치에 도달하는 것과 관련하여 통행 동작을 조정한다. 종료 단계로서 편향 각도는 조절기에 의해 결정되고 작동 장치에 의해서 요구된다. 최종 제어에 의해 시스템 동작은 통행 동작에 비해 상대적으로 견고하다.
도 2에는 주차 궤적이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 상황에 상응하게 자동차는 도 1에 "1"로 기재된 자동차의 위치와 상응하는 시작점(26)으로부터 출발하고, 주차 궤적(20) 상에 있는 차량은 제일 먼저 제 1 후진한다. 이 경우 주차 궤 적은 제 1 클로쏘이드(22), 그 다음 원형 경로(23), 그 후 제 2 클로쏘이드(24), 그리고 나서는 직선(25)으로 이어진다. 주차 궤적(20)에 상응하게 제 1 후진 동안에도 초음파 센서들에 의해 주변이 추가로 검사되기 때문에, 평행 주차 공간(2) 내로 진입하는 동안에는 추가의 장애물이 확인될 수 있으며, 그런 경우 상기 장애물에 반응하게 된다. 이러한 과정은 그 다음에 이어지는 제 1 전진(27)에 의해 이루어질 수 있으며, 전진 시 차량(1)은 앞쪽으로 이동되고 그 다음 연속하여 제 2 후진(28)이 실행되며, 상기 제 2 후진 시에는 특히 클로쏘이드 구간(22), 원형 구간(23), 클로쏘이드 구간(24) 및 직선 구간(25)이 다시 설정된다. 후진 시 장애물이 전혀 탐지되지 않을 경우, 주차 종점(29)이 결과로 나타난다.
도 1은 평행 주차 공간 내에 주차되는 차량의 주차 시뮬레이션을 도시한 도면이며; 그리고
도 2는 주차 궤적을 도시한 도면이다.

Claims (15)

  1. 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법으로서,
    차량 통행시 초음파 센서들에 의해 평행 주차되는 다른 자동차들과 그 사이에 존재하는 공간들이 검출되고, 상기 초음파 센서들로부터 얻어진 측정 데이터는 평행 주차되는 자동차들에 대해 예측되는 측정 데이터를 기반으로 하여 편집되며, 그렇게 편집된 상기 측정 데이터는 상기 주차 궤적 산출에 기초가 되며,
    상기 주차 궤적은 다수의 구간으로 세분화되어 구간별로 산출되고 모든 구간에는 구조적인 기본 형태가 할당되며,
    상기 주차 궤적은 직선 구간, 제 1 곡선 구간, 원호 구간 및 제 2 곡선 구간으로 산출되고 클로쏘이드 방정식들을 토대로 하여 산출되며,
    상기 주차 궤적은 제 1 후진(20), 전진(27) 및 제 2 후진(28)으로 산출되고 상기 제 1 후진(20) 및 상기 제 2 후진(28)은 직선 구간(21), 제 1 곡선 구간(22), 원호 구간(23) 및 제 2 곡선 구간(24)으로 세분화되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    자동차의 측면에 존재하는 하나 이상의 초음파 센서가 평행 주차되는 다른 자동차들과 그 사이에 존재하는 공간들을 검출하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    자동차의 측면에 존재하는 2개 이상의 초음파 센서는 평행 주차되는 다른 자동차들과 그 사이에 존재하는 공간들을 검출하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 데이터 편집 시 자동차들의 특정 폭들 및 길이들 중 하나 이상이 미리 주어지는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 데이터 편집 시 자동차들의 사이드 미러들에 의해 특정 치수들이 미리 주어지는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 데이터 편집 시 자동차들 형태 대칭이 기초가 되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 데이터 편집 시 자동차들 간의 특정한 공간 치수들이 기초가 되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    평행 주차되는 다른 자동차들의 측정된 각도를 참조하여 길이 수정이 실시되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 주차 궤적 실행 후 주차되는 자동차의 방향 설정을 결정하기 위한 좌표계 산출을 위해 경계를 이루고 있는 자동차들의 i)차량 각도, ii)통행 각도 및 iii)운전자의 조향 동작 및 자동차 속도로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 주차 과정 동안 초음파 센서들에 의해 계속해서 측정 데이터들이 수신되고, 상기 산출된 주차 궤적은 새로 수득한 상기 측정 데이터에 의해 검사되며, 경우에 따라 수정되거나 또는 새로 산출되는 것을 특징으로 하는,
    평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 궤적을 산출하기 위한 방법.
  15. 초음파 센서들 및 제 1항 내지 제9항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 산출된 주차 궤적을 이용하여 평행 주차 공간 내에 주차되는 자동차의 주차 과정을 돕기 위한 차량 보조 장치로서,
    상기 차량 보조 장치는 상기 주차 궤적을 산출하기 위해 측정 데이터를 수득하기 위한 초음파 센서들만을 가지는 것을 특징으로 하는,
    차량 보조 장치.
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