KR101929397B1 - 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법 - Google Patents

주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차체 전후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 주행 안전성을 높일 수 있도록 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법에 관한 것으로, 차체가 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기의 윤거를 갖는 전륜과, 전륜과 일정 축거를 갖고 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 윤거를 갖는 후륜을 구비하는 역삼륜 구조의 차체를 지지하는 바디 프레임;을 포함하고, 차체 전후방에 구비되는 센서의 출력을 이용하여 구해진 거리 정보 및 동체 및 부동체 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하여 장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하는 것이다.

Description

주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법{Improved Driving Safety Vehicle for Mobility Impaired and Elderly Persons and Method for Driving Control the same}
본 발명은 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 제어에 관한 것으로, 구체적으로 차체 전후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 주행 안전성을 높일 수 있도록 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고령화 사회란 총 인구 중에 65세 이상의 인구 비율이 7% 이상인 사회를 말하며, 현재 사회의 선진화 및 BT(Bio Technology) 산업의 발전으로 인해 인간의 수명이 연장되어 고령화 사회를 예고하고 있다.
현재 우리나라는 고령화 사회를 지나 2020년 경에는 고령사회로의 진입이 예상되고 있다. 고령화 사회가 도래하면서 세계적으로 실버산업이 폭발적으로 증가하고 있으며, 특히 우리나라는 세계에서 가장 빠른 고령인구의 증가율을 보여 실버산업이 급속하게 증가할 가능성이 높으며 85세 이상 초고령 인구의 증가로 요양보호를 요하는 노인이 증가하여 의료서비스, 사회서비스 등의 실버산업 발전을 촉진하고 있다.
현재 세계적으로 고령화가 진행되고 있는 시점에서 고령자 삶의 질(QOL; Quality Of Life) 향상을 통해 사회참여를 도모하기 위해 필요한 분야로는 생명지원 분야, 생활지원 분야와 생활 활동지원 분야 등으로 구분할 수 있으며, 이에 필요한 기술로는 생체기능 대행 보조기술, 치료지원 기술, 자립지원 기술, 생체계측 기술 등을 활용한 자립지원 기술 및 간호지원 기술이 요구된다.
이러한 기술의 하나로서, 전동 휠체어가 고령자의 이동수단으로 각광받고 있다. 고령자는 짧은 거리도 혼자서 걸어다니기가 힘든 경우가 많으며, 팔 힘이 없기 때문에 혼자서 휠체어의 바퀴를 밀수가 없어, 전동모터의 구동력을 필요로 한다.
전동 스쿠터는 모터, 배터리, 기어 장치 및 제어 장치 등을 장착하여 전기의 힘으로 구동되며, 최근에는 장애 또는 노약자를 위해 근거리 이용 및 이송수단으로 많이 이용되고 있으며, 스쿠터의 본체 일측에는 사람이 운전을 하거나, 조정을 하기 용이하도록 손잡이가 연결되어 있으며, 본체에는 하단에는 노면과 접지되도록 다수 개의 바퀴가 부착되어 있다.
그러나 노면이 균일하지 않으면, 바퀴와 노면과의 사이에 접지력이 달라 접지력이 약한 바퀴가 헛돌게 되어 카트가 직진을 하지 못하고 한쪽으로 기울이 지는 문제점이 있으며, 노면의 충격을 잘 흡수하지 못해 적재물이 파손되거나 본체가 파손되고, 전복시에 사용자의 안전에 큰 문제를 일으키는 등의 문제점이 있었다.
교통약자법에 의거 교통약자는 모든 교통수단에 대하여 차별없이 안전하고 편리하게 이용할 수 있는 권리를 가진다고 되어 있으나, 휠체어 이용자가 이용할 수 있는 교통수단은 극히 제한적이다.
교통약자의 실질적인 독립생활 보장 및 사회참여를 위해서는 비장애인과 동일한 수준으로 안전하게 이동할 수 있는 기술적 제도적 여건 마련이 필요하다.
또한, 이동제약자들은 긴급재난상황시에도 이동이 매우 취약함에 따라, 병원, 요양시설, 이동지원센터 등의 시설에 대한 화재 발생시 대규모 인명사고가 발생할 위험이 있으므로 신속한 대피를 지원하기 위한 무동력의 계단 이송 지원 장치의 개발이 필요하다.
특히, 장애인 및 고령자의 보행보조 및 근거리 이동수단으로 사용할 수 있는 개인교통수단인 하이브리드형 실버캐리지 개발이 요구되고 있다.
이러한 교통약자를 위한 이동수단은 운전중에 발생하는 상황에 대한 운전자의 대응이 신속하게 이루어지기 어렵기 때문에 전복 위험이 항상 존재하여 이에 대한 대응 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0051017호 대한민국 공개특허 제10-2017-0100209호 대한민국 공개특허 제10-2014-0037755호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 교통약자를 위한 이동수단의 제어 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 차체 전후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 주행 안전성을 높일 수 있도록 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 차체 전후방에 장착된 영상, ToF, 초음파 센서의 입력 정보를 바탕으로 특정 범위 내에서 장애물이 검지되었을 때 부저를 통해 알람음을 생성하거나 패널부를 점멸하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 특정한 공간적 범위 내에서, 충돌하였을 때 운전자의 상해가 발생할 우려가 있는 큰 장애물이 검지되고 해당 장애물이 매우 근접하는 위치까지 접근하였을 때, 부저를 통해 알람음을 생성하고 최대 감속력을 활용하여 정지를 하여 이동수단의 충돌에 의한 물적,인적 손실을 억제할 수 있도록 한 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 핸들의 움직임 각도를 인식하여 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도를 인식하여 회전하여 회전반경을 줄여 운전 편리성 및 안전성을 높일 수 있도록 한 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전륜의 좌우 바퀴간 거리인 제 1 윤거와 전륜과 일정 축거를 갖는 후륜의 좌우 바퀴간 거리인 제 2 윤거를 갖고, 제 2 윤거보다 제 1 윤거가 더 큰 역삼륜 구조를 갖고, 후륜에 의해 방향 전환이 이루어지도록 하여 조향 및 방향 전환의 안정성을 높일 수 있도록 한 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상단에 핸들 프레임을 갖는 전면 프레임에 시트 프레임과 바디 프레임이 접철되는 접이식 구조를 갖고 사용자의 체형에 맞게 시트 프레임의 위치를 조절할 수 있도록 하여 사용자의 편리성 및 주행시의 안전성을 높일 수 있도록 한 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 스테레오 카메라를 이용하여 도로 평탄도를 측정하고, 평탄도 출력값을 기준으로 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단은 차체가 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기의 윤거를 갖는 전륜과, 전륜과 일정 축거를 갖고 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 윤거를 갖는 후륜을 구비하는 역삼륜 구조의 차체를 지지하는 바디 프레임;을 포함하고, 차체 전후방에 구비되는 센서의 출력을 이용하여 구해진 거리 정보 및 동체 및 부동체 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하여 장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 장애물의 위험 정도를 판단하여, 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고를 하고, 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령을 출력하는 것을 특징으로 한다.
그리고 긴급 제동 명령에 따른 동작은 알람, 감속, 정지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고, 제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 2 기준값은 제 1 기준값 설정의 경우 보다 장애물과의 거리가 가깝고, 장애물 크기가 큰 경우에 대응할 수 있도록 하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 제어를 위하여, 핸들의 움직임 각도를 인식하여 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수 제어를 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도에 따라 회전하도록 하는 회전 반경 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 회전 반경 제어부는, 사용자에 의한 핸들의 움직임 각도를 인식하는 핸들 움직임 각도 인식부와,핸들 움직임 각도 인식부의 핸들 움직임 각도 인식 결과를 기준으로 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하는 구동륜 모터 회전수 제어부와,핸들 움직임 각도에 따라 후륜 캐스터를 회전시켜 회전반경을 줄이는 후륜 캐스터 회전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하기 위하여, 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 평탄도 측정 수단은, 스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 BayerRGB 포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 스테레오 영상 분리부와,스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭부와,깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득부와,측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단은 스테레오 센서의 스테레오 영상을 받아 전방 거리 측정 결과를 산출하는 전방 거리 검출부;ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하고 초음파 센서를 통하여 거리 정보를 구하고, 전방 거리 검출부에서 구해진 거리 측정결과와 융합하여 동체 및 부동체 인식을 하는 동체 및 부동체 인식부;동체 및 부동체 인식부의 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하는 위험 정보 판단부;위험 정보 판단부의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고를 하는 장애물 경고부;위험 정보 판단부의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령을 출력하는 긴급 제동 명령부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고, 제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 긴급 제동 명령에 의한 긴급 제동시에, 차체에 구성되는 IMU 센서의 Roll,Pitch,Yaw 데이터를 기준으로 판정되는 경사도 및 로드 셀을 통하여 검출되는 전륜과 후륜 축의 무게 값 배분 비율을 이용하여 긴급 제동 명령에 의해 조절되는 전륜의 좌우 바퀴 및 후륜의 좌우 바퀴의 모터 출력을 서로 다르게 제어하여 이동 수단의 전복을 방지하는 것을 특징으로 한다.
그리고 장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하기 위하여, 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 평탄도 측정 수단은, 스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 BayerRGB 포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 스테레오 영상 분리부와,스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭부와,깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득부와,측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법은 전방 거리 검출부에서 스테레오 센서의 스테레오 영상을 받아 전방 거리 측정 결과를 산출하는 단계;ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하고 초음파 센서를 통하여 거리 정보를 구하고, 전방 거리 검출부에서 구해진 거리 측정결과와 융합하는 단계;동체 및 부동체 인식부에서 동체 및 부동체 인식을 하고, 위험 정보 판단부에서 동체 및 부동체 인식부의 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하는 단계;위험 정보 판단부의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고부에서 장애물 경고를 하고, 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령부에서 긴급 제동 명령을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고, 제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 2 기준값은 제 1 기준값 설정의 경우 보다 장애물과의 거리가 가깝고, 장애물 크기가 큰 경우에 대응할 수 있도록 하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 긴급 제동 명령에 의한 긴급 제동시에, 차체에 구성되는 IMU 센서의 Roll,Pitch,Yaw 데이터를 기준으로 판정되는 경사도 및 로드 셀을 통하여 검출되는 전륜과 후륜 축의 무게 값 배분 비율을 이용하여 긴급 제동 명령에 의해 조절되는 전륜의 좌우 바퀴 및 후륜의 좌우 바퀴의 모터 출력을 서로 다르게 제어하여 이동 수단의 전복을 방지하는 것을 특징으로 한다.
그리고 장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하기 위하여, 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 평탄도 측정 단계는, 스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 BayerRGB 포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 스테레오 영상 분리 단계와,스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭 단계와,깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득 단계와,측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 차체 전후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 장애물 경고 및 긴급 제동으로 주행 안전성을 높인다.
둘째, 핸들의 움직임 각도를 인식하여 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도를 인식하여 회전하여 회전반경을 줄여 운전 편리성 및 안전성을 높인다.
셋째, 차체 전후방에 장착된 영상, ToF, 초음파 센서의 입력 정보를 바탕으로 특정 범위 내에서 장애물이 검지되었을 때 부저를 통해 알람음을 생성하거나 패널부를 점멸하여 주행 안전성을 높인다.
넷째, 특정한 공간적 범위 내에서, 충돌하였을 때 운전자의 상해가 발생할 우려가 있는 큰 장애물이 검지되고 해당 장애물이 매우 근접하는 위치까지 접근하였을 때, 부저를 통해 알람음을 생성하고 최대 감속력을 활용하여 정지를 하여 이동수단의 충돌에 의한 물적,인적 손실을 억제할 수 있도록 한다.
다섯째, 전륜의 좌우 바퀴간 거리인 제 1 윤거와 전륜과 일정 축거를 갖는 후륜의 좌우 바퀴간 거리인 제 2 윤거를 갖고, 제 2 윤거보다 제 1 윤거가 더 큰 역삼륜 구조를 갖고, 후륜에 의해 방향 전환이 이루어지도록 하여 조향 및 방향 전환의 안정성을 높인다.
여섯째, 상단에 핸들 프레임을 갖는 전면 프레임에 시트 프레임과 바디 프레임이 접철되는 접이식 구조를 갖고 사용자의 체형에 맞게 시트 프레임의 위치를 조절할 수 있도록 하여 사용자의 편리성 및 주행시의 안전성을 높인다.
일곱째, 스테레오 카메라를 이용하여 도로 평탄도를 측정하고, 평탄도 출력값을 기준으로 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하고, 주행 제어를 하여 주행 안전성을 높인다.
도 1은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 회전 반경 제어부의 상세 구성도
도 3은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구성 블록도
도 4는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 장애물 경고 및 긴급 제동을 위한 장치의 상세 구성도
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 평탄도 측정 수단의 구성 및 신호 처리 과정의 일 예를 나타낸 구성도
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
이하, 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구성도이다.
본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법은 차체 전후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 장애물 경고 및 긴급 제동으로 주행 안전성을 높일 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 차체 전후방에 장착된 영상, ToF, 초음파 센서의 입력 정보를 바탕으로 특정 범위 내에서 장애물이 검지되었을 때 부저를 통해 알람음을 생성하거나 패널부를 점멸하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 특정한 공간적 범위 내에서, 충돌하였을 때 운전자의 상해가 발생할 우려가 있는 큰 장애물이 검지되고 해당 장애물이 매우 근접하는 위치까지 접근하였을 때, 부저를 통해 알람음을 생성하고 최대 감속력을 활용하여 정지를 하는 긴급 제동을 위한 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 스테레오 카메라를 이용한 도로 평탄도 측정을 하고, 출력되는 평탄도 측정값을 기준으로 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하고, 주행 제어를 하는 구성을 포함할 수 있다.
이하의 설명에서 '장애물'은 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단이 주행하는 주행면(도로)에서 돌출 또는 꺼져 있는 곳을 의미하는 것으로, 평탄도 측정값을 기준으로 장애물을 판단하여 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하고, 주행 제어를 한다.
이와 같은 구성을 포함하는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 기본 구조는 다음과 같다.
도 1에서와 같이, 차체가 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기의 윤거를 갖는 전륜(50)과 전륜(50)과 일정 축거를 갖고 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 윤거를 갖는 후륜(60)을 구비하는 역삼륜 구조의 차체를 지지하는 바디 프레임(10)과, 상기 바디 프레임(10)이 접이식으로 연결되고 전륜(50) 축의 상부 방향으로 구성되어 차체 전면을 구성하는 전면 프레임(40)과, 사용자에 의한 조향 제어 및 구동 제어를 위한 수단을 갖는 핸들부(80)가 구비되고 상기 전면 프레임(40)에 의해 지지되는 핸들 프레임(20)과, 상기 전면 프레임(40)에 접이식으로 연결되고 착좌 위치가 조절되는 시트부(70)를 갖는 시트 프레임(30)을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단은 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기의 윤거를 갖는 전륜(50)과 전륜(50)과 일정 축거를 갖고 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 윤거를 갖는 후륜(60)을 구비하는 역삼륜 구조를 갖고, 핸들부(80)의 움직임 각도를 인식하여 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도를 인식하여 회전하여 회전반경을 줄이는 것이다.
여기서, 핸들부(80)는 가속 장치가 스로틀 밸브 또는 버튼으로 구성될 수 있고, 제동 장치는 핸드 브레이크 또는 버튼으로 구성될 수 있다.
또한, 바디 프레임(10) 및 시트 프레임(30)이 전면 프레임(40)에 접이식으로 연결되는 접철 구조를 갖고 사용자의 체형에 맞게 시트 프레임(30)의 위치를 조절할 수 있도록 하여 사용자의 편리성 및 주행시의 안전성을 높인다.
특히, 본 발명은 스테레오 센서의 스테레오 영상 및 ToF 센서, 초음파 센서의 센싱 데이터가 입력되면, 동체 및 부동체 인식을 하여 사람,자전거,자동차 등의 동체 위험 정도를 판단하고, 바닥면 돌출부, 고정 지형물 등의 부동체 위험 정도를 판단하여 장애물 경고를 한다.
또한, 스테레오 센서의 스테레오 영상 및 ToF 센서, 초음파 센서의 센싱 데이터가 입력되면, 동체 및 부동체 인식을 하여 사람,자전거,자동차 등의 동체 위험 정도를 판단하고, 바닥면 돌출부, 고정 지형물 등의 부동체 위험 정도를 판단하여 긴급 제동 명령을 출력하여 최대 감속력을 이용하여 이동 수단을 정지시킨다.
그리고 차체에 점등 및 점멸이 가능한 전조등 및 후미등, 경적 및 부저가 구비되고, 전륜(50) 및 후륜(60)은 인휠모터 사용 구동장치 및 타이어가 부착된 휠을 구비할 수 있다.
그리고 구동을 위한 모터는 전륜(50) 또는 후륜(60)에 구성되거나, 전륜(50) 및 후륜(60)에 모두 삽입되어 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단은 주행 안전성을 높이기 위하여 이동 수단의 회전 반경 제어를 위한 회전 반경 제어부를 포함한다.
회전 반경 제어부는 핸들의 움직임 각도를 인식하여 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수 제어를 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도에 따라 회전하도록 하는 것이다.
본 발명에 따른 회전 반경 제어부의 상세 구성은 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 회전 반경 제어부의 상세 구성도이다.
본 발명에 따른 회전 반경 제어부의 상세 구성은 도 2에서와 같이, 사용자에 의한 핸들의 움직임 각도를 인식하는 핸들 움직임 각도 인식부(21)와, 핸들 움직임 각도 인식부(21)의 핸들 움직임 각도 인식 결과를 기준으로 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하는 구동륜 모터 회전수 제어부(22)와, 핸들 움직임 각도에 따라 후륜 캐스터를 회전시켜 회전반경을 줄이는 후륜 캐스터 회전 제어부(23)를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 전체 구성은 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구성 블록도이다.
본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단은 도 3에서와 같이, 차체를 구성하는 프레임, 안장, 핸들과, 차체에 구성되는 유저 인터페이스를 제공하는 UI 패널, 알람 장치,전조등,후미등 그리고 스로틀 밸브/가속 버튼 및 핸드 브레이크/감속 버튼 및 속도 지정 버튼을 갖는 사용자 제어부(200)를 포함하는 차체부(100)와, 장애물 인지를 위한 스테레오 센서, ToF 센서, 초음파 센서를 갖는 제 1 센서부(300a) 및 자세 인지를 위한 IMU 센서, 로드 셀을 갖는 제 2 센서부(300b)와, 사용자 제어부(200)의 제어에 의해 주행시의 조향 제어를 하는 조향 장치, 주행을 위한 전륜과 후륜, 전후륜 무게배분에 따른 속도제어 및 차체에서 인식한 경사도를 바탕으로 모터의 출력을 자동으로 조정하여 가감속제어를 하는 구동 제어기(700)를 포함하는 구동부(400)와, 제 1 센서부(300a) 및 제 2 센서부(300b)를 통한 장애물 인지 및 차체 자세 인지 결과에 따라 장애물 경고 및 구동 제어 신호를 출력하는 메인 제어기(600)와, 유저 인터페이스를 제공하는 UI 패널, 알람 장치,전조등,후미등 제어를 수행하는 UI 제어기(500)를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 장애물 경고 및 긴급 제동을 위한 장치의 상세 구성은 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 장애물 경고 및 긴급 제동을 위한 장치의 상세 구성도이다.
먼저, 스테레오 센서의 스테레오 영상을 받아 전방 거리 측정 결과를 산출하는 전방 거리 검출부(41)와, ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하고 초음파 센서를 통하여 거리 정보를 구하고, 전방 거리 검출부(41)에서 구해진 거리 측정결과와 융합하여 동체 및 부동체 인식을 하는 동체 및 부동체 인식부(42)와, 동체 및 부동체 인식부(42)의 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하는 위험 정보 판단부(43)와, 위험 정보 판단부(43)의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고를 하는 장애물 경고부(44)와, 위험 정보 판단부(43)의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령을 출력하는 긴급 제동 명령부(45)를 포함한다.
여기서, 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고, 제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것이다.
그리고 ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하는 것은 ToF 센서의 센서 자체의 출력값이 거리값(mm 단위)으로 나오고, 설치 과정에서 기하학적인 관계가 결정되어 있기에 3D 좌표가 바로 출력되는 것을 이용하는 것이다.
제 2 기준값은 제 1 기준값 설정의 경우 보다 장애물과의 거리가 가깝고, 장애물 크기가 큰 경우에 대응할 수 있도록 하는 값으로 설정된다.
여기서, 장애물 크기 판단을 위하여, 스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리, BayerRGB 포맷을 RGB 포맷으로 변환, 스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification), 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행, 깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering), 포인트 클라우드 데이터를 추출, 측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 구성을 포함한다.
그리고 긴급 제동 명령부(45)에 의한 긴급 제동 명령의 수행시에 차체에 구성되는 IMU 센서의 Roll,Pitch,Yaw 데이터를 기준으로 판정되는 경사도 및 로드 셀을 통하여 검출되는 전륜과 후륜 축의 무게 값 배분 비율을 이용하여 긴급 제동 명령에 의해 조절되는 전륜의 좌우 바퀴 및 후륜의 좌우 바퀴의 모터 출력을 서로 다르게 제어하여 이동 수단의 전복을 방지할 수 있다.
여기서, IMU 센서의 Roll 데이터는 이동 수단이 좌우 기울어지는 경우에 검출되고, Pitch 데이터는 이동 수단이 앞뒤로 기울어지는 경우에 검출되고, Yaw 데이터는 z축 방향으로 기울어 지는(회전각) 경우에 검출되는 것으로, 검출되는 값을 기준으로 이동 수단의 주행면의 경사도를 판정하는 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단은 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하고, 주행 제어를 하기 위하여 평탄도 측정을 위한 구성을 포함한다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 평탄도 측정 수단의 구성 및 신호 처리 과정의 일 예를 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 평탄도 측정 수단은 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 것이다.
여기서, 엘리베이션 매핑(elevation mapping)은 3차원 좌표 정보 중 Y 축 정보(평면에서 높이에 해당)를 일정 격자로 산술 평균을 낸 지도를 의미한다.
본 발명에 따른 평탄도 측정 수단은 ROS(Robot Operating System)를 지원한다.
본 발명에 따른 평탄도 측정 수단은 도 5a에서와 같이, 스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 BayerRGB 포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 스테레오 영상 분리부(51)와, 스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭부(52)와, 깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득부(53)와, 측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력부(54)를 포함한다.
여기서, BayerRGB 포맷은 스테레오 카메라에서 컬러 정보를 획득하기 위해 Red, Green, Blue 채널이 표면상에 배치되도록하는 산업체 표준(de facto) 포맷이고, RGB 포맷은 BayerRGB 포맷을 변환하여 RGB의 컬러 정보를 갖도록 한 것이다.
여기서, 영상 보정 및 블록 매칭부(52)에서 매칭은 SSD(Sum of square difference) 방식의 블록 매칭 또는 semi-global matching 방식의 어느 하나일 수 있다.
도 5b는 스테레오 영상 분리부(51)에서의 영상 분리의 일 예를 나타낸 것이고, 도 5c는 영상 보정 및 블록 매칭부(52)에서의 영상 보정 및 블록 매칭의 일 예를 나타낸 것이다.
도 5d는 점군 데이터 획득부(53)에서의 포인트 클라우드 데이터 추출의 일 예를 나타낸 것이고, 도 5e는 평탄도 측정값 출력부(54)에서의 평탄도 측정값 출력을 나타낸 것이다.
그리고 도 5f는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단에 평탄도 측정 수단을 적용하여 획득된 데이터의 일 예를 나타낸 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어에 관하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 전방 거리 검출부(41)에서 스테레오 센서의 스테레오 영상을 받아 전방 거리 측정 결과를 산출한다.(S501)
이어, 동체 및 부동체 인식부(42)에서 ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하고 초음파 센서를 통하여 거리 정보를 구하고, 전방 거리 검출부(41)에서 구해진 거리 측정결과와 융합하여(S502), 동체 및 부동체 인식을 하고, 위험 정보 판단부(43)에서 동체 및 부동체 인식부(42)의 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단한다.(S503)
그리고 위험 정보 판단부(43)의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고부(44)에서 장애물 경고를 하고, 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령부(45)에서 긴급 제동 명령을 출력한다.(S504)
여기서, 긴급 제동 명령의 수행시에 차체에 구성되는 IMU 센서의 Roll,Pitch,Yaw 데이터를 기준으로 판정되는 경사도 및 로드 셀을 통하여 검출되는 전륜과 후륜 축의 무게 값 배분 비율을 이용하여 긴급 제동 명령에 의해 조절되는 전륜의 좌우 바퀴 및 후륜의 좌우 바퀴의 모터 출력을 서로 다르게 제어하여 이동 수단의 전복을 방지할 수 있다.
그리고 긴급 제동 명령에 따른 동작은 알람 등의 장애물 경고, 감속, 정지를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법은 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 단계를 더 포함할 수 있다.
평탄도 측정 단계는, 스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 BayerRGB 포맷을 RGB 포맷으로 변환하는 스테레오 영상 분리 단계와, 스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭 단계와, 깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득 단계와, 측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력 단계를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법은 차체 전후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 장애물 경고 및 긴급 제동으로 주행 안전성을 높인 것이다.
본 발명은 차체 전후방에 장착된 영상, ToF, 초음파 센서의 입력 정보를 바탕으로 특정 범위 내에서 장애물이 검지되었을 때 부저를 통해 알람음을 생성하거나 패널부를 점멸하여 주행 안전성을 높인다.
그리고 본 발명은 특정한 공간적 범위 내에서, 충돌하였을 때 운전자의 상해가 발생할 우려가 있는 큰 장애물이 검지되고 해당 장애물이 매우 근접하는 위치까지 접근하였을 때, 부저를 통해 알람음을 생성하고 최대 감속력을 활용하여 정지를 하여 이동수단의 충돌에 의한 물적,인적 손실을 억제할 수 있도록 한다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 차체부 200. 사용자 제어부
300a.300b. 제 1,2 센서부 400. 구동부
500. UI 제어기 600. 메인 제어기
700. 구동 제어기

Claims (20)

  1. 차체가 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기의 윤거를 갖는 전륜과, 전륜과 일정 축거를 갖고 좌우 바퀴간 거리가 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 윤거를 갖는 후륜을 구비하는 역삼륜 구조의 차체를 지지하는 바디 프레임;
    장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하기 위하여, 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 3차원 포인트 클라우드 정보의 3차원 좌표 정보 중 평면에서 높이에 해당하는 Y축 정보를 일정 격자로 산술 평균을 내는 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 수단;을 포함하고,
    상기 평탄도 측정 수단의 평탄도 측정값을 기준으로 장애물 크기를 판정하여 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고를 하고, 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령을 출력하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 긴급 제동 명령에 따른 동작은 알람, 감속, 정지를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고,
    제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  5. 제 4 항에 있어서, 제 2 기준값은 제 1 기준값 설정의 경우 보다 장애물과의 거리가 가깝고, 장애물 크기가 큰 경우에 대응할 수 있도록 하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  6. 제 1 항에 있어서, 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 제어를 위하여,
    핸들의 움직임 각도를 인식하여 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수 제어를 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도에 따라 회전하도록 하는 회전 반경 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  7. 제 6 항에 있어서, 회전 반경 제어부는,
    사용자에 의한 핸들의 움직임 각도를 인식하는 핸들 움직임 각도 인식부와,
    핸들 움직임 각도 인식부의 핸들 움직임 각도 인식 결과를 기준으로 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하는 구동륜 모터 회전수 제어부와,
    핸들 움직임 각도에 따라 후륜 캐스터를 회전시켜 회전반경을 줄이는 후륜 캐스터 회전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 평탄도 측정 수단은,
    스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 스테레오 카메라에서 컬러 정보를 획득하기 위해 Red, Green, Blue 채널이 표면상에 배치되도록 한 BayerRGB 포맷을 RGB의 컬러 정보를 갖도록 RGB 포맷으로 변환하는 스테레오 영상 분리부와,
    스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭부와,
    깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득부와,
    측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  10. 스테레오 센서의 스테레오 영상을 받아 전방 거리 측정 결과를 산출하는 전방 거리 검출부;
    ToF 센서에서 센서 자체의 출력이 거리값으로 출력되는 이용하여 ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하고 초음파 센서를 통하여 거리 정보를 구하고, 전방 거리 검출부에서 구해진 거리 측정결과와 융합하여 동체 및 부동체 인식을 하는 동체 및 부동체 인식부;
    동체 및 부동체 인식부의 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하는 위험 정보 판단부;
    위험 정보 판단부의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고를 하는 장애물 경고부;
    위험 정보 판단부의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령을 출력하는 긴급 제동 명령부;
    장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하기 위하여, 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 3차원 포인트 클라우드 정보의 3차원 좌표 정보 중 평면에서 높이에 해당하는 Y축 정보를 일정 격자로 산술 평균을 내는 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 수단;을 포함하고, 평탄도 측정값을 기준으로 장애물 크기를 판정하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  11. 제 10 항에 있어서, 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고,
    제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  12. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서, 긴급 제동 명령에 의한 긴급 제동시에,
    차체에 구성되는 IMU 센서의 Roll 데이터는 이동 수단이 좌우 기울어지는 경우에 검출되고, Pitch 데이터는 이동 수단이 앞뒤로 기울어지는 경우에 검출되고, Yaw 데이터는 z축 방향으로 기울어 지는 경우에 검출되는 것을 이용하여, Roll,Pitch,Yaw 데이터를 기준으로 판정되는 경사도 및 로드 셀을 통하여 검출되는 전륜과 후륜 축의 무게 값 배분 비율을 이용하여 긴급 제동 명령에 의해 조절되는 전륜의 좌우 바퀴 및 후륜의 좌우 바퀴의 모터 출력을 서로 다르게 제어하여 이동 수단의 전복을 방지하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서, 평탄도 측정 수단은,
    스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 스테레오 카메라에서 컬러 정보를 획득하기 위해 Red, Green, Blue 채널이 표면상에 배치되도록 한 BayerRGB 포맷을 RGB의 컬러 정보를 갖도록 변환하는 스테레오 영상 분리부와,
    스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭부와,
    깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득부와,
    측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단.
  15. 전방 거리 검출부에서 스테레오 센서의 스테레오 영상을 받아 전방 거리 측정 결과를 산출하는 단계;
    ToF 센서에서 센서 자체의 출력이 거리값으로 출력되는 이용하여 ToF 센서의 점군데이터를 3D 변환하고 초음파 센서를 통하여 거리 정보를 구하고, 전방 거리 검출부에서 구해진 거리 측정결과와 융합하는 단계;
    동체 및 부동체 인식부에서 동체 및 부동체 인식을 하고, 위험 정보 판단부에서 동체 및 부동체 인식부의 인식 결과를 기준으로 장애물의 위험 정도를 판단하는 단계;
    위험 정보 판단부의 판단 결과에 따라 장애물 크기가 제 1 기준값보다 크면 장애물 경고부에서 장애물 경고를 하고, 장애물 크기가 제 2 기준값보다 크면 긴급 제동 명령부에서 긴급 제동 명령을 출력하는 단계;
    장애물 경고 또는 긴급 제동 명령을 출력하기 위하여, 스테레오 영상에서 3차원 포인트 클라우드 정보를 획득한 후 3차원 포인트 클라우드 정보의 3차원 좌표 정보 중 평면에서 높이에 해당하는 Y축 정보를 일정 격자로 산술 평균을 내는 엘리베이션 매핑(elevation mapping)을 통해 도로의 평탄도 측정을 하는 평탄도 측정 단계;를 포함하고, 평탄도 측정값을 기준으로 장애물 크기를 판정하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 제 1 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로도 물적,인적 피해가 발생하지 않는 정도의 장애물과의 거리, 크기인 경우를 기준으로 설정되는 것이고,
    제 2 기준값은 장애물 경고에 따른 사용자의 대응만으로는 해결이 어려운 긴급 상황으로 이동 수단을 즉시 정지시켜야 하는 경우를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 제 2 기준값은 제 1 기준값 설정의 경우 보다 장애물과의 거리가 가깝고, 장애물 크기가 큰 경우에 대응할 수 있도록 하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 긴급 제동 명령에 의한 긴급 제동시에,
    차체에 구성되는 IMU 센서의 Roll 데이터는 이동 수단이 좌우 기울어지는 경우에 검출되고, Pitch 데이터는 이동 수단이 앞뒤로 기울어지는 경우에 검출되고, Yaw 데이터는 z축 방향으로 기울어 지는 경우에 검출되는 것을 이용하여,
    Roll,Pitch,Yaw 데이터를 기준으로 판정되는 경사도 및 로드 셀을 통하여 검출되는 전륜과 후륜 축의 무게 값 배분 비율을 이용하여 긴급 제동 명령에 의해 조절되는 전륜의 좌우 바퀴 및 후륜의 좌우 바퀴의 모터 출력을 서로 다르게 제어하여 이동 수단의 전복을 방지하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 제 15 항에 있어서, 평탄도 측정 단계는,
    스테레오 카메라로부터 입력되는 동기화되어 섞인 두 장의 영상을 왼쪽, 오른쪽 영상으로 분리하고 스테레오 카메라에서 컬러 정보를 획득하기 위해 Red, Green, Blue 채널이 표면상에 배치되도록 한 BayerRGB 포맷을 RGB의 컬러 정보를 갖도록 변환하는 스테레오 영상 분리 단계와,
    스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용하여 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭 단계와,
    깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득 단계와,
    측정된 포인트 클라우드 데이터에서 데이터 크기를 줄이기 위하여 일정 간격의 격자 단위로 산술평균을 내어 평균값을 출력하는 평탄도 측정값 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단의 구동 제어 방법.
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