KR101774258B1 - 차량의 자동 주차 보조 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

차량의 자동 주차 보조 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 자동 주차 보조 시스템 및 자동 주차 보조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템은 차량의 좌측 및 우측 휠 속도를 감지하는 휠 속도 센서부와 차량의 조향각을 측정하는 조향각 센서부 와 감지된 좌측 및 우측 휠 속도와 상기 측정된 조향각을 기초로 상기 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 산출하고, 상기 산출된 이동거리를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 누적적으로 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 자동 주차 보조 시스템 및 그 제어 방법 {SMART PARKING ASSIST SYSTEM IN A VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 자동 주차 보조 시스템과 관련된 기술로서, 특히 주차 가능 영역 내에 차량을 주차하기 위한 주차 경로를 산출할 때 조향각을 산출하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 운전자는 통상의 주행은 비교적 쉽게 적응함에도 불구하고, 주차의 어려움에 의하여 접촉 사고 등이 빈번히 발생 되고 있다. 이에 따라, 최근 운전자의 주차 편의성을 높일 수 있는 SPAS(Smart Parking Assistant System)이 차량에 많이 적용되고 있다.
이러한 자동 주차 보조 시스템은 각종 센서를 이용하여 수집한 정보를 기반으로 주차 궤적을 생성한 후 해당 주차 궤적을 추종하면서 차량을 원하는 공간에 위치시킨다. 이 때, 주차 궤적을 추종하는데 필요한 조향각은 조향각 센서를 통해 수집한다. 또한, 기존의 자동 주차 보조 시스템에서는 설정된 조향 기어비를 입력하고, 그 입력값을 이용하여 실시간으로 차량을 원하는 공간에 위치 시키기 위한 진입 각도를 계산하여 사용하였다.
다만, 종래의 자동 주차 보조 시스템은 차량의 속도 또는 차량의 상태에 따라 주차에 필요한 진입 각도 산출 시 오차가 발생되어 제어 성능에 영향을 끼치는 경우가 발생하였다.
본 발명의 실시예들은 자동 주차 보조를 위해 주차 경로 산출 시 정해진 조향 기어비를 사용하지 않고 실시간으로 산출하여 사용함에 따라 진입 각도의 정확도를 높이고자 한다.
또한, 차량 휠의 얼라인먼트(Alignment)와 같은 차량의 상태에 따라 차량 기어비가 부정확하게 입력되어 자동 주차 제어 성능이 저하되는 것을 최소화하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 좌측 및 우측 휠 속도를 감지하는 휠 속도 센서부;와 상기 차량의 조향각을 측정하는 조향각 센서부;와 상기 감지된 좌측 및 우측 휠 속도와 상기 측정된 조향각을 기초로 상기 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 산출하고, 상기 산출된 이동거리를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 누적적으로 산출하는 제어부;를 포함하는 차량의 자동 주차 보조 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 산출된 이동거리를 기초로 상기 차량의 조향 기어비를 산출하고, 상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값 이하인 경우에 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값을 초과하면 설정된 조향 기어비를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 차량의 주차 시 산출된 진입 각도를 기초로 상기 차량의 주차 경로를 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 차량의 좌측 및 우측 휠의 속도를 감지하는 단계;와 상기 차량의 조향각을 측정하는 단계;와 상기 감지된 좌측 및 우측 휠 속도와 상기 측정된 조향각을 기초로 상기 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 산출하는 단계;와 상기 산출된 이동거리를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 누적적으로 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 주차 시 진입 각도는 상기 산출된 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 기초로 상기 차량의 조향 기어비를 산출하고, 상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값 이하인 경우에 산출될 수 있다.
또한, 상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값을 초과하면 설정된 조향 기어비를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 차량의 주차 시 산출된 진입 각도를 기초로 상기 차량의 주차 경로를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 자동 주차 보조를 위해 주차 경로 산출 시 정해진 조향 기어비를 사용하지 않고 실시간으로 산출하여 사용함에 따라 진입 각도의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 차량 휠의 얼라인먼트(Alignment)와 같은 차량의 상태에 따라 차량 기어비가 부정확하게 입력되어 자동 주차 제어 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템의 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법에서 진입 각도를 산출 시 사용되는 차량의 상태값을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법에서 진입 각도 산출을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다.
다만, 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)의 블록 구성도이고,도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)은 휠 속도 센서부(10), 조향각 센서부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
휠 속도 센서부(10)는 차량(1)의 좌측 후륜(2RL)에 장착되어 좌측 휠 속도를 측정하는 좌측 휠 속도 센서(11)와 차량(1)의 우측 후륜(2RR)에 장착되어 우측 휠 속도를 측정하는 우측 휠 속도 센서(12)를 포함한다.
조향각 센서부(20)는 조향각을 측정한다. 조향각 센서부(20)는 스티어링 휠(3) 하단부에 장착되어 있으며, 핸들의 조향속도, 조향방향 및 조향각을 검출한다.
이와 같은, 조향각 센서부(20)는 조향 휠의 회전 속도를 검출하는 조향 휠 각속도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
제어부(30)는 차량(2)의 자동 주차 보조 시스템(1)의 동작을 총괄 제어한다
구체적으로, 제어부(30)는 차량(2)의 자동 주차 보조 시스템(1)에 포함된 각종 구성 장치와 제어부(30) 사이의 데이터 출입을 매개하며, 차량의 속도 및 조향을 제어하는 메인 프로세서(31)와 프로그램 및 데이터를 기억하는 메모리(32)를 포함할 수 있다.
먼저, 제어부(30)는 좌측 휠 속도 센서(11)에서 측정한 휠속을 적분하여 좌측 후륜의 이동거리를 산출하고, 우측 휠 속도 센서(12)에서 측정한 휠속을 적분하여 우측 후륜의 이동거리를 산출할 수 있다. 다만, 속도를 이용한 이동거리의 산출은 다양한 공지의 방식을 이용하여 산출이 가능하다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량의 주차 보조 시스템(1)을 동작하여 원하는 주차 공간에 주차를 실행하기 위하여 진입 각도(Heading angle)(θ)를 산출하는 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. 구체적으로, 진입 각도(Heading angle)(θ)란 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템에서 자동 주차를 실행할 때 차량의 주차 경로를 산출하기 위한 궤도(trajectory)의 진입 시 각도를 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법에서 진입 각도(θ) 산출 시 사용되는 차량의 상태값을 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법에서 진입 각도(θ) 산출을 통한 주차 궤적을 나타낸 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법에서 생성된 진입 각도(θ)를 이용하여 원하는 주차 공간에 주차되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량(2)의 중심축(21)을 기준으로 전륜(2FL, 2FR)의 중심과 후륜(2RL, 2RR)의 중심 간의 거리를 L, 차량(2)의 회전 반경을 R, 바퀴 휠의 차량 중심축(21)으로부터 기울어진 각도를 휠 각도(δ)라고 한다. 이 때, 휠 각도(δ)는 수학식 1에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015112892711-pat00001
(단, δ 는 차량 중심축으로부터 기울어진 휠 각도, L 은 전륜의 중심과 후륜의 중심 간의 거리, R 은 차량의 회전 반경을 의미한다.)
또한, 본 발명에 따른 조향 기어비(Ratio)는 휠 각도 (δ)와 스티어링 각도(ω) 의 비를 의미한다. 즉, 수학식 2에 의하여 조향 기어비(ratio)를 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015112892711-pat00002
(단, ω는 스티어링 각도, δ는 휠 각도, Ratio는 조향 기어비를 의미한다.)
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 주차 보조 시스템(1)을 동작하여 원하는 주차 공간에 주차를 실행하기 위하여 후술하는 수학식 3 내지 수학식 6을 기초로 좌측 후륜, 우측 후륜의 이동거리를 산출하고, 이를 차량(2) 중심의 이동거리를 산출하여 차량의 회전 반경 R을 산출할 수 있다.
먼저, 차량 후륜(2RL, 2RR) 사이의 거리를 T, 좌측 후륜(2RL)의 이동거리를 dL, 우측 후륜(2RR)의 이동거리를 dR, 및 차량 후륜(2RL, 2RR)의 중심의 이동거리를 dC 라고 할 때, 차량(2)의 회전 반경 R을 후륜 사이의 거리 T 및 차량 후륜의 이동거리를 수학식 3 내지 수학식 6 를 통하여 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112015112892711-pat00003
(단, dC 는 차량 후륜(2RL, 2RR)의 중심의 이동거리, R은 차량의 회전 반경, θ는 진입 각도를 의미한다.)
[수학식 4]
Figure 112015112892711-pat00004
(단, dL 은 좌측 후륜(2RL)의 이동거리, R은 차량의 회전 반경, θ는 진입 각도, T는 차량 후륜(2RL, 2RR) 사이의 거리를 의미한다.)
[수학식 5]
Figure 112015112892711-pat00005
(단, dR 은 우측 후륜(2RR)의 이동거리, R은 차량의 회전 반경, θ는 진입 각도, T는 차량 후륜(2RL, 2RR) 사이의 거리를 의미한다.)
또한, 식 3 내지 식 5를 환산하면, 차량의 회전 반경 R을 산출할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112015112892711-pat00006
(단, dR 은 우측 후륜(2RR)의 이동거리, dL 은 좌측 후륜(2RL)의 이동거리 ,R은 차량의 회전 반경, T는 차량 후륜(2RL, 2RR) 사이의 거리를 의미한다.)
따라서, 식 2에 수학식 1 및 수학식 6을 대입하면, 수학식 7과 같이, 조향 기어비(ratio)를 스티어링 각도(ω)와 차량(2) 후륜(2RL,2RR)의 이동거리를 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112015112892711-pat00007
(단, Ratio는 조향기어비, ω는 스티어링 각도, dR 은 우측 후륜(2RR)의 이동거리, dL 은 좌측 후륜(2RL)의 이동거리 ,R은 차량의 회전 반경, T는 차량 후륜(2RL, 2RR) 사이의 거리, T는 차량 후륜(2RL, 2RR) 사이의 거리를 의미한다.)
따라서, 수학식 1 내지 수학식 7을 이용하여 수학식 8과 같이 진입 각도(θ)를 미리 설정되어 있는 조향 기어비(Ratio)가 아닌 산출된 조향 기어비를 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112015112892711-pat00008
따라서, 수학식 8을 이용하면 휠 속도 센서부(10)에서 획득한 휠 속도로부터 계산된 휠의 이동거리와 스티어링 각도(ω)만을 이용하여 본 발명에 따른 자동 주차 보조 시스템(1)은 원하는 주차 공간에 차량(2)을 주차하기 위한 진입 각도(θ)를 생성할 수 있다.
다만, 제어부(30)는 수학식 1 내지 수학식 8을 이용하여 진입 각도(θ)산출 시, 수학식 7에서 산출된 조향 기어비(Ratio)의 변화량이 미리 설정한 임계값을 초과하는 경우, 차량에 미리 설정되어 있는 조향 기어비(Ratio)를 이용하여 자동 주차를 실행하기 위한 진입 각도(θ)를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(30)는 수학식 7에서 산출된 조향 기어비(Ratio)가 미리 설정된 임계값 미만인 경우로서, 차량(2) 휠의 이동거리 및 스티어링 각도(ω)를 통하여 계산되는 것이 안정적이라고 판단된 경우에만, 수학식 8을 이용하여 진입 각도(θ)를 산출할 수 있다.
메모리(32)는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터, 휠 속도 센서부(10)에서 감지한 휠의 속도, 조향각 센서부(20)에서 감지한 스티어링 휠의 각도, 메인 프로세서(31)에서 출력하는 각종 제어 신호 등을 임시로 기억할 수 있다.
메모리(32)는 S램(S-RAM), D랩(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
구체적으로, 비휘발성 메모리는 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반 영구적으로 저장할 수 있으며, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 임시로 기억하고, 휠 속도 센서부(10)에서 감지한 차속, 조향각 센서부(20)에서 감지한 스티어링 휠의 각도 및 메인 프로세서(31)가 출력하는 각종 제어 신호를 임시로 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 차량(2)의 자동 주차 보조 방법을 통하여 생성된 진입 각도(θ)를 이용하여 원하는 주차 공간에 주차되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차량(2)을 원하는 주차 공간에 자동 주차시키기 위하여 수학식 1 내지 수학식 8을 통하여 산출된 진입 각도(θ)를 이용하여 자동 주차를 실행할 수 있다.
이 때, 제어부(30)는 진입 각도(θ)를 산출하고, 산출된 진입 각도 (θ)를 기초로 주차 경로를 산출할 수 있다. 또한, 산출된 주차 경로에 따라 원하는 주차 공간에 주차될 수 있도록, 진입 각도(θ)를 계속하여 실시간으로 산출할 수 있다.
이상에서는 일 실시예에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 일 실시에에 따른 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)의 동작에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 자동 주차 보조 방법을 나타내는 순서도이다
본 실시예에 따르면, 먼저 차량(1)은 차량의 좌측 우측 휠 속도를 감지한다(S10). 구체적으로, 좌측 휠 속도 센서(11)에서 감지한 좌측 후륜(2RL)의 휠 속도 및 우측 휠 속도 센서(12)에서 감지한 우측 후륜(2RR)의 휠 속도를 획득할 수 있다.
이후, 감지한 차량의 휠 속도를 이용하여 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 산출한다(S20). 구체적으로, 휠의 이동거리를 산출하기 위하여 산출한 휠의 속도를 적분하여 산출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 공지기술을 채용할 수 있다.
또한, 차량의 조향각을 측정한다(S30). 구체적으로, 차량의 자동 주차 보조 시스템(1) 내 조향각 센서부(20)에서 스티어링 각도(ω)를 측정할 수 있다. 즉, 조향 휠의 회전 속도를 검출하는 조향 휠 각속도 센서(미도시)를 통하여 핸들의 조향속도, 조향방향 및 조향각을 검출할 수 있다.
이후, 차량의 자동 주차 보조 시스템(1)은 산출된 휠의 이동거리와 차량의 스티어링 각도(ω)를 이용하여 차량의 조향 기어비(Ratio)를 산출한다(S40). 구체적으로, 제어부(30) 내 메인 프로세서(31)에서 수학식 1 내지 수학식 7을 이용하여 차량의 조향 기어비(Ratio)를 산출할 수 있다.
구체적으로, 실시간으로 산출되는 조향 기어비(Ratio)의 변화량이 미리 설정한 임계값을 초과하면(S50의 아니오), 차량 내 미리 설정되어 있는 조향 기어비를 사용하여(S60) 원하는 주차 공간에 차량(2)을 주차시키기 위한 진입 각도를 산출한다(S70). 다만, 실시간으로 산출되는 조향 기어비(Ratio)의 변화량이 미리 설정한 임계값 미만이면(S50의 예), 수학식 8을 이용하여 진입 각도 (θ)를 산출한다(S70).
즉, 산출된 조향 기어비(Ratio)가 변화량이 크지 않은 안정 상태에 진입하면, 미리 설정되어 있는 조향 기어비를 사용하지 않고, 차량(2) 휠 이동거리 및 스티어링 각도(ω)를 통하여 산출된 조향 기어비(Ratio)를 사용하여 정확도가 높은 진입 각도(θ) 를 산출할 수 있다.
다음으로, 식 8을 통하여 산출된 진입 각도(θ)를 기초로 자동 주차 제어를 실행한다(S80). 자동 주차 제어란 수학식 8을 통하여 산출된 진입 각도(θ)를 기초로 원하는 주차 공간에 차량(2)을 주차시키기 위하여 주차 궤적을 생성하는 것을 포함한다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
1 : 자동 주차 보조 시스템
2 : 차량
3 : 스티어링 휠

Claims (8)

  1. 차량의 좌측 및 우측 휠 속도를 감지하는 휠 속도 센서부;
    상기 차량의 조향각을 측정하는 조향각 센서부;
    상기 감지된 좌측 및 우측 휠 속도와 상기 측정된 조향각을 기초로 상기 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 산출하고, 상기 산출된 이동거리를 기초로 상기 차량의 조향 기어비를 산출하고, 상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값 이하인 경우에 주차 시 진입 각도를 누적적으로 산출하는 제어부;를 포함하는 차량의 자동 주차 보조 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값을 초과하면 미리 설정된 조향 기어비를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 산출하는 차량의 자동 주차 보조 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 주차 시 산출된 진입 각도를 기초로 상기 차량의 주차 경로를 산출하는 차량의 자동 주차 보조 시스템.
  5. 차량의 좌측 및 우측 휠의 속도를 감지하는 단계;
    상기 차량의 조향각을 측정하는 단계;
    상기 감지된 좌측 및 우측 휠 속도와 상기 측정된 조향각을 기초로 상기 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 차량의 좌측 및 우측 휠의 이동거리를 기초로 상기 차량의 조향 기어비를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값 이하이면 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 누적적으로 산출하는 단계;를 포함하는 차량의 자동 주차 보조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 조향 기어비의 변화량이 미리 설정한 임계값을 초과하면 미리 설정된 조향 기어비를 기초로 상기 차량의 주차 시 진입 각도를 산출하는 차량의 자동 주차 보조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차량의 주차 시 산출된 진입 각도를 기초로 상기 차량의 주차 경로를 산출하는 차량의 자동 주차 보조 방법.
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JP2015074266A (ja) * 2013-10-04 2015-04-20 本田技研工業株式会社 駐車支援装置

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