KR102254079B1

KR102254079B1 - 차량 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102254079B1
Application number: KR1020170001170A
Authority: KR
Inventors: 유경호; 강태경
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2021-05-20
Also published as: CN108263287A; CN108263287B; KR20180080445A; US20180188732A1; DE102017114706A1; US10532738B2

Abstract

본 발명에 따른 차량은 사이드 미러와 신호를 대상체로 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 신호를 수신하는 적어도 하나의 센서와 상기 센서에 의해 수신된 정보를 기초로 주행 정보를 생성하는 제어부를 포함하고 상기 센서는, 상기 사이드 미러의 내부에 배치되며 상기 제어부는, 상기 사이드 미러에 의해 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정하여 상기 주행 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 경우 3차원 공간 인식 센서가 차량의 루프가 아닌 사이드 미러 내부에 배치되므로 차량의 외관을 해치지 않고 센서의 구조물 추가에 따른 무게의 증가와 공기저항의 증가로 인한 연비 저하 문제도 방지할 수 있는 효과가 존재한다. 또한, 사이드 미러 내부에 존재함으로써, 발생할 수 있는 신호 측정의 오차 또한 보정을 함으로써 좀 더 정확한 정보에 따른 자율 주행을 실시할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어 방법{Vehicle And Control Method Thereof}

본 발명은 차량 및 그 제어 방법에 관한 방법으로서, 보다 상세하게는 사이드 미러 내부에 존재하는 센서를 이용하여 차량 주변의 정보를 취득하고 사이드 미러에 의해 생기는 신호의 왜곡을 보정하여 보다 정확한 주행 정보를 사용자에게 제공하는 기술에 관한 발명이다.

현대 사회에서 자동차는 가장 보편적인 이동 수단으로서 자동차를 이용하는 사람들의 수는 증가하고 있다. 자동차 기술의 발전으로 인해 과거보다 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 편해지는 등 생활에 많은 변화가 발생하고 있다.

차량은 운전자의 편의를 위해 핸즈프리 장치, GPS 수신기, 블루투스 장치 및 하이패스 장치 등의 전자 장치 등이 많이 개발되고 있으며, 더 나아가 차량에는 사용자 단말기와 통신을 하는 통신 장치 및 사용자 단말기의 충전을 위한 충전 장치 등이 많이 탑재되고 있다.

또한, 최근에는 운행 보조 및 승차감의 향상을 위한 다양한 장치들이 탑재되고 있는데 차량 스스로 도로 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여, 계획된 주행 경로에 따라 차량의 주행을 제어함으로써 자동으로 목적지까지 주행하도록 하는 자율 주행 제어 장치가 개발되었으며, 이 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 자율 주행 제어 장치는 현재 차량의 위치와 속도 및 차량 주변의 환경과 장애물 등을 인지하고 취득된 정보를 기초로 주행 경로를 실시간으로 생성하여 자율적으로 차량을 운행한다.

따라서, 자유 주행 제어 장치가 탑재된 차량의 경우, 차량 주변의 정확한 지형과 객체를 탐색하는 기술 즉, 3차원 공간에 대한 정확한 정보 획득 기술이 필수적이며, 일반적으로3차원 공간 인식 센서(LiDAR, Light Detection And Ranging)가 많이 활용되고 있다.

3차원 공간 인식 센서는 차량 주변 360도 공간에 존재하는 대상체를 향해 신호를 송신하고 대상체에 의해 반사되는 신호를 수신하는 원리로 차량 주변을 감지할 수 있다. 3차원 공간 인식 센서는 정밀한 공간 스캔에 대한 장점이 있다.

일반적으로 3차원 공간 인식 센서는 센서에 의해 송출되는 빛이 차체에 의해 차단되거나 간섭되는 것을 방지하기 위해 차량의 루프(Roof)위에 설치된다.

그러나 이러한 루프 설치 방식은 센서가 외부에 노출되기 때문에 눈, 비, 먼지 등 외부 환경에 영향을 직접적으로 받는 단점이 존재하며, 센서 장착을 위해 차량의 루프 위에 기구물를 설치해야 하므로 차량의 외관을 해치는 문제점이 존재한다.

또한, 차량 루프에 구조물이 존재하기 때문에 차량이 주행하면서 공기 저항을 더 받게 되고 이로 인해 차량의 연비 효율이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같이 종래 기술이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 차량의 외관을 해치지 않으면서 차량 주변의 공간 인식 및 장애물을 정확히 인지하여 사용자에게 보다 효과적인 주행 정보를 제공하는 차량을 제공하기 위함이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량은 사이드 미러와 상기 사이드 미러 내부에 배치되며, 신호를 대상체로 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 신호를 수신하는 적어도 하나의 센서와 상기 센서에 의해 수신된 신호를 기초로 주행 정보를 생성하는 제어부를 포함하고 상기 제어부는 상기 사이드 미러에 의해 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정하여 상기 주행 정보를 생성할 수 있다.

상기 제어부는 상기 사이드 미러의 커버 및 상기 사이드 미러의 거울 중 적어도 하나에 의해 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정할 수 있다.

상기 제어부는 신호가 상기 사이드 미러의 커버 또는 미러를 통과하면서 발생되는 굴절을 보정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 사이드 미러 거울의 두께와 상기 센서가 방출하는 신호의 입사각을 기초로 상기 신호의 왜곡을 보정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 사이드 미러 커버의 두께와 상기 센서가 방출하는 신호의 입사각을 기초로 상기 신호의 왜곡을 보정할 수 있다.

상기 커버 및 거울은 상기 신호가 상기 커버 및 거울을 통과할 수 있는 물질을 더 포함할 수 있다.

상기 거울은 적외선 영역 파장대의 빛은 통과시키고 가시광선 영역 파장대의 빛은 반사시킬 수 있다.

상기 커버의 외주면에는 적외선 영역 파장대의 빛을 통과시키는 필터가 코팅될 수 있다.

상기 차량의 전방 및 후방에 배치되는 또 다른 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 사이드 미러 내부에 배치된 센서와 상기 차량의 전방 및 후방에 배치된 센서에 의해 수신된 정보를 기초로 상기 주행 정보를 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 제어 방법은 사이드 미러 내부에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서, 신호를 대상체로 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계와 상기 수신된 신호를 기초로 주행 정보를 생성하는 단계를 포함하고 상기 주행 정보를 생성하는 단계는 상기 사이드 미러에 의해 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정하여 상기 주행 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 왜곡을 보정하는 단계는 상기 사이드 미러의 커버 및 상기 사이드 미러의 거울 중 적어도 하나에 의해 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정하여 단계를 포함할 수 있다.

상기 왜곡을 보정하는 단계는 상기 신호가 상기 사이드 미러의 커버 또는 미러를 통과하면서 발생되는 굴절을 보정할 수 있다.

상기 주행 정보를 생성하는 단계는 상기 사이드 미러 내부에 배치된 각각의 센서로부터 로우 데이터(Raw Data)를 수신한 후 이를 병합하여 주행 정보를 생성할 수 있다.

상기 주행 정보를 생성하는 단계는 상기 로우 데이터를 각각 상기 차량의 중심을 기준으로 좌표 변환을 한 후 데이터를 병합하여 주행 정보를 생성할 수 있다.

상기 좌표 변환하는 단계는 상기 로우 데이터를 각각 회전 변환하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 좌표 변환하는 단계는 상기 로우 데이터를 각각 병진 변환하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 주행 정보를 생성하는 단계는 상기 센서를 기준으로 각각 주행 정보를 생성한 후 상기 차량의 중심을 기준으로 상기 생성된 정보를 병합하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 3차원 센서를 이용하여 차량의 주변 환경에 대한 공간 인식 및 장애물 탐지를 할 수 있고, 차량의 루프가 아닌 사이드 미러 내부에 3차원 센서가 설치되므로 차량의 외관을 해치지 않는 장점이 존재한다. 또한, 센서의 구조물 추가에 따른 무게의 증가와 공기저항의 증가로 인한 연비 저하 문제도 방지할 수 있는 효과가 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 외부 모습을 도시한 외관도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 내부 모습을 도시한 내부도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 일부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 센서의 외부 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러 내부에 장착된 센서가 감지할 수 있는 범위를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러의 거울에 장착되는 콜드미러의 특징을 도시한 도면이다.
도 7은 밴드패스필터를 통과하는 파장대의 범위를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러 내부에 장착된 센서가 외부 장애물을 감지하는 원리를 도시한 도면이다.
도 9는 사이드 미러의 거울 또는 커버에 의해 발생되는 신호의 왜곡을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 사이드 미러의 거울 또는 커버에 의해 발생되는 신호 왜곡의 보정 원리를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 차량 좌표계로의 좌표변환 및 데이터 병합 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 센서에 의해 취득된 로우 데이터와 생성된 주행 정보와의 관계를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 센서에 의해 취득된 로우 데이터를 기초로 회전 변환하는 식을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 센서에 의해 취득된 로우 데이터를 기초로 데이터를 병합하는 과정을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 차량에 설치된 센서가 감지할 수 있는 범위를 도시한 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제 1", "제 2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 외부 모습을 도시한 외관도이고 도2는 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 내부 모습을 도시한 내부도이다. 이하에서는 동일한 내용에 대한 설명 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하는 차체(80), 차량(1)을 이동시키는 차륜(93, 94)를 포함한다. 차체(80)는 후드(81), 프런트 휀더(82), 도어(84), 트렁크 리드(85), 및 쿼터 패널(86) 등을 포함한다. 또한, 차체(80)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 선샤인 루프(Sunshine Roof, 97)가 마련될 수 있다. 선샤인 루프(97)는 선루프라 하기도 하며, 이하에서는 설명의 편의상 선루프라 하기로 한다.

또한, 차체(80)의 외부에는 차체(80)의 전방 측에 설치되어 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 프런트 윈도(87), 측면의 시야를 제공하는 사이드 윈도(88), 도어(84)에 설치되어 차량(200) 후방 및 측면의 시야를 제공하는 사이드 미러(100a, 100b), 및 차체(80)의 후방 측에 설치되어 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 리어 윈도(90)가 마련될 수 있다.

사이드 미러(100)는 사용자에게 후방 및 측면의 시야를 제공해주는 거울(120)과 사이드 미러(100)의 외관을 형성하는 커버(130)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2의 도면에는 도시되지 않았지만 사이드 미러(100)의 내부에는 차량 주변의 환경을 감지하는 센서(110)가 포함될 수 있다. 센서(110)에 대한 자세한 설명은 도 3과 도 4를 통해서 하도록 한다.

또한, 차체(80)의 외부에는 차량(1)의 전방 측에 설치되어, 차량(1) 전방 시야를 확보하기 위해 전조등, 즉 헤드라이트(headlight)를 조사하는 헤드 램프(head lamp, 95, 96)가 마련될 수 있다.

뿐만 아니라, 차체(80)의 외부에는 차량(1)의 후방 측에 설치되어, 차량(1) 후방 시야의 확보 또는 후방에 위치한 차량에게 차량(1)의 위치 파악을 돕기 위해 후미등, 즉 테일라이트(taillight)를 방출하는 테일 램프(tail lamp, 미도시)가 마련될 수 있다. 여기서, 차량(1)의 선루프(97), 헤드램프(95, 96), 테일램프 등의 동작은 사용자의 제어 명령에 기초하여 제어될 수 있다. 이하에서는 차량(1)의 내부에 대해 설명하도록 한다.

차량(1)의 내부에는 공조장치(150)가 마련될 수 있다. 이하에서 설명되는 공조장치(150)는 차량(1)의 실내/외 환경 조건, 공기의 흡/배기, 순환, 냉/난방 상태 등을 포함한 공조 환경을 자동으로 제어하거나 또는 사용자의 제어 명령에 대응하여 제어하는 장치를 의미한다. 예를 들어, 차량(1)에는 공조장치(150)가 마련되어 난방 및 냉방을 모두 수행할 수 있으며, 가열되거나 냉각된 공기를 통풍구(151)를 통해 배출하여 차량(1) 내부의 온도를 제어할 수 있다.

또한, 차량(1)의 내부에는 내비게이션 단말(170)이 마련될 수 있다. 여기서, 내비게이션 단말(170)은 사용자에게 목적지까지의 경로를 제공하는 내비게이션 기능을 제공할 수 있는 장치를 의미한다.

이외에도, 내비게이션 단말(170)은 오디오, 및 비디오 기능을 통합적으로 제공할 수도 있다. 또한, 내비게이션 단말(170)은 각종 입력 장치를 통해 입력 받은 사용자의 제어 명령에 따라 제어 신호를 생성하여, 차량(1) 내 기기를 제어하는 역할을 할 수도 있다.

예를 들어, 내비게이션 단말(170)은 디스플레이(171)를 통해 오디오 화면, 비디오 화면 및 내비게이션 화면 중 적어도 하나를 선택적으로 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 제어와 관련된 각종 제어 화면을 표시할 수도 있다.

디스플레이(171)는 대시 보드(10)의 중앙 영역인 센터페시아(11)에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(201)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한하지 않는다.

디스플레이(171)가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우, 디스플레이(171)는 터치, 클릭, 드래그 등과 같은 다양한 터치 조작을 통해 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력 받을 수 있다.

한편, 센터 콘솔(40)에는 죠그 셔틀 타입 또는 하드 키 타입의 센터 입력부(43)가 마련될 수 있다. 센터 콘솔(40)은 운전석 시트(21)와 조수석 시트(22) 사이에 위치하여 기어조작 레버(41)와 트레이(42)가 형성된 부분을 의미한다.

한편, 차량(1)의 내부에는 클러스터(144)가 마련될 수 있다. 클러스터(144)는 계기판이라고도 하나, 이하에서는 설명의 편의상 클러스터(144)라 하기로 한다. 클러스터(144)에는 차량의 주행속도, 엔진 회전수(Revolution Per Minute, RPM), 연료량 등이 표시된다.

또한, 차량(1) 내에는 음성 입력부(190)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 음성 입력부(190)는 마이크로폰(Microphone)을 통해 구현될 수 있다.

효과적인 음성의 입력을 위하여, 음성 입력부(190)는 도 2에 도시된 바와 같이 헤드라이닝(13)에 장착될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 대시보드(10) 위에 장착되거나 스티어링 휠(12)에 장착되는 것도 가능하다.

또한, 차량(1)의 내부에는 음향을 출력할 수 있는 스피커(143)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 차량(1)은 스피커(143)를 통해 오디오 기능, 비디오 기능, 내비게이션 기능 및 기타 부가 기능을 수행함에 있어 필요한 음향을 출력할 수 있다.

한편, 전술한 내비게이션 입력부(102), 센터 입력부(43) 외에도, 차량(1)의 내부에는 전술한 기기들에 관한 제어 명령을 입력 받을 수 있는 다양한 입력 장치들이 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(1) 내부의 일부 구성을 도시한 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 일 예로써, 본 발명에 장착되는 센서(110)의 외부 구조를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러(110) 내부에 장착된 센서(110)가 감지할 수 있는 범위를 도시한 도면이고, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러(100)의 거울(120)에 장착되는 콜드미러의 특징을 도시한 도면이며, 도 7은 밴드패스필터를 통과하는 파장대의 범위를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 차량(1)은 사이드 미러(100)와 제어부(200)를 포함할 수 있다.

사이드 미러(100)는 차량(1)의 주변 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서(110)와 사용자에게 차량(1)의 측면 및 후방의 시야를 제공해주는 미러(120) 및 사이드 미러(100)의 외관을 형성하는 커버(130)를 포함할 수 있다.

센서(110)는 현재 차량(1)의 위치 및 이동 속도를 감지하고 동시에 차량(1) 주변의 환경을 감지하여 감지된 정보를 제어부(200)로 전송할 수 있다.

일반적으로, 센서(110)는 다양한 종류의 센서가 탑재될 수 있는데 상기 설명한 바와 같이 자율 주행 정보를 제공하는 장치의 경우 3차원 공간 인식 센서(3 Dimension Laser Range Finder Sensor)가 많이 사용된다.

3차원 공간 인식 센서는 광원으로부터 방출된 광원이 대상체에 맞아서 다시 되돌아 왔을 때 그 신호를 센서를 통하여 검출한 후 일련의 수치적 계산을 하여 거리를 판단하는 센서를 말하며, 이러한 방식을 통하여 주위 환경을 감지하는 방법을 TOF(Time Of Flight, 적외선의 수광 및 반사 시간을 이용한 계산)이라 부른다.

일반적으로 3차원 공간 인식 센서는 빛의 방사 및 입사 경로 상에 설치되는 반사경의 회전과, 수직 진동, 피치(Pitch)각 진동을 통하여 3차원적인 거리 측정을 할 수 있다.

도 4를 참조하면. 3차원 공간 인식 센서(110)는 광원 및 센서 등으로 구성되어 있는 LRF(Laser Range Finder) 구조물(112)과 방출광 및 입사광을 반사시키는 반사경(111)과 반사경(111)을 회전시키기 위한 회전수단을 포함하는 회전수단(미도시)과 반사경(111)의 기울기를 조절하는 상하 이동수단(미도시)을 포함할 수 있다. 또한 반사경(211)의 회전수단 및 반사경의 기울기를 조절하기 위해 별도의 구동부(113a, 113b)를 구비할 수 있다.

3차원 공간 인식 센서(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 축을 기준으로 회전함으로써 2차원에 대한 360도 관측 시야(Filed Of View)를 확보할 수 있으며, 빛을 송출하는 송출부(111)와 빛을 감지하는 수광부(112)를 복수로 구성하는 경우 3차원에 대한 360도 관측 시야를 확보할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러 내부에 장착된 센서(110)가 감지할 수 있는 범위를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 센서(110)는 양 사이드 미러(100)의 내부에 장착되어 있으므로 도 5에 도시된 바와 같이 사이드 미러(100)를 기준으로 각각 부채꼴 모양의 시야를 확보할 수 있다. 센서(110)를 차량(1)의 루프가 아닌 사이드 미러(100)의 내부에 장착하는 경우 전후방 영역에 사각지대가 발생하지만 전방위 영역에 대한 측정이 가능하며, 루프 설치형과 비교하여 비교적 인지 범위가 넓게 확보되는 장점이 존재한다.

사이드 미러(100)의 거울(120)은 사용자에게 차량(1) 측면 및 후방의 시야를 제공해주는 역할을 할 수 있다.

사이드 미러(100)는 운전자에게 차량(1)의 측면 및 후방에 대한 시야를 제공하기 위해서 반드시 필요한 장치이나 본 발명의 경우, 센서(110)가 사이드 미러(100) 내부에 존재하므로 센서(110)에 의해 송출되거나 수신되는 신호가 사이드 미러(100)의 거울(120)에 의해 차단되거나 굴절되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 사이드 미러(100)의 거울(120)에 적외선 영역 파장대의 빛은 통과시키고 가시광선 영역 파장대의 빛을 반사시키는 거울을 탑재하여 이러한 문제를 해결하였다.

즉, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 거울(120)이 적외선 영역 파장대의 빛을 통과시키는 경우 센서(110)로부터 송출되거나 수신되는 빛 중 적외선 파장대를 가지는 영역의 빛은 거울(120)을 통과하므로 이를 이용하여 대상체와의 거리 측정을 할 수 있다. 동시에 거울(120)은 가시광선 영역 파장대의 빛은 반사시키므로 사용자에게 차량(1)의 측면 및 후방에 대한 공간 정보를 제공할 수 있다.

구체적으로, 사이드 미러(100)의 거울(120)은 콜드 미러(Cold Mirror)를 포함할 수 있다. 콜드 미러란, 열선을 투과하여 가시광선 영역 파장대의 빛을 반사시키는 거울을 말한다.

사이드 미러(100)에 콜드 미러를 장착하는 경우 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 가시광선 영역 파장대의 빛은 외부로 반사하고, 적외선 영역 파장대의 빛은 통과시키므로 대상체와의 송수신을 원활하게 할 수 있다.

사이드 미러(100)의 커버(130)는 사이드 미러(100)의 외관을 형성하는 역할을 하며, 동시에 사이드 미러(100) 내부의 전장 제품들을 보호해주는 역할을 할 수 있다.

사이드 미러(100)의 외관은 광투과율을 높이기 위해 투명 아크릴 또는 폴리카보네이트와 같은 소재를 사용하나 이러한 소재를 사용하는 경우 내부 전장 부품이 노출되는 단점이 존재한다.

따라서, 본 발명은 사이드 미러(100)의 커버(130)에 적외선 영역의 파장대는 통과시키고 가시광 영역의 파장대는 차단시키는 밴드패스필터(Band Pass Filter)를 코팅하여 이러한 문제점을 해결하였다.

구체적으로, 밴드패스필터는 특정 영역대의 파장만 통과시키는 특징을 갖고 있다. 따라서, 도7에 도시된 바와 같이 적외선 영역의 파장대만 통과시키는 밴드패스필터를 사이드 미러(100)의 커버(130)에 코팅하는 경우 내부 전장 부품이 외부로 노출되는 단점을 보완할 수 있다. 또한 적외선 영역 파장대의 빛은 커버(130)를 통과할 수 있으므로 센서(110)에 의해 송출되는 빛은 대상체까지 안전하게 송신될 수 있다.

제어부(200)는 센서(110)에 의해 측정된 수치를 기초로 거울(120) 및 커버(130)에 의해 발생되는 오차를 보정한 후 자율 주행에 적합한 주행 정보를 생성하고 이를 기초로 차량(1)을 제어할 수 있다. 이하 도면을 통하여 사이드 미러(100)의 거울(120) 및 커버(130)에 의해 발생되는 오차 및 오차를 보정하는 방법에 대해 알아본다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 사이드 미러(100) 내부에 장착된 센서(110)가 외부 장애물을 감지하는 원리를 도시한 도면이며, 도 9는 사이드 미러(100)의 거울(120) 또는 커버(130)에 의해 발생되는 신호의 왜곡을 도시한 도면이고 도 10은 사이드 미러(100)의 거울(120) 또는 커버(130)에 의해 발생되는 신호 왜곡의 보정 원리를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 사이드 미러(100) 내부에 설치된 센서(110)는 신호(빛)을 송출하는 송출부(111)와 대상체로부터 반사된 신호를 수신하는 수광부(112)를 포함할 수 있다. 구체적으로 송출부(110)는 대상체(400)를 향하여 a 신호를 송신하고 수광부(112)는 대상체(400)에 의해 반사된 b 신호를 수신할 수 있다. 도 4에서 설명한 바와 같이 센서(110)는 중심축을 기준으로 360도 회전을 할 수 있으므로 여러 대상체(300, 400)를 짧은 시간 내에 효과적으로 감지할 수 있다.

도 8에서는 도면의 제약상 센서(110)에 의해 방출되는 빛이 아무런 굴절 없이 직진으로 송신되고 수신되는 것으로는 도시하였지만 실제로는 도 9에 도시된 바와 같이 신호가 거울(120) 또는 커버(130)를 통과하면서 굴절이 일어나 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 빛은 다른 매질을 지나면서 굴절이 발생하기 때문이다.

도 9를 참고하면, 센서(110)에서 방출되는 빛이 거울(120)을 수직으로 통과하는 경우에는 굴절이 발생하지 않으므로 별도의 보정을 할 필요가 없다. 그러나 센서(110)는 짧은 시간 동안 360도를 회전하고 차량 또한 동시에 움직이기 때문에 도 9에 도시된 바와 같이 센서(110)에서 방출된 빛은 거울에 비스듬히 입사될 수 있으며 이러한 경우 빛의 굴절이 발생한다. 따라서, 이를 보정해야 더 정확한 측정이 가능하다.

도 10의 (a)는 센서(110)의 의해 방출된 빛이 거울(120)을 통과하면서 굴절된 모습을 구체화한 도면이고, 도 10의 (b)는 발생된 오차 d를 계산한 식을 도시한 도면이다.

도 10을 참고하면, 센서(110)에 의해 방출된 빛은 거울을 통과하고 다시 사이드 미러(100)의 외부로 이동하면서 d 만큼의 변위를 가지고 입사 방향과 동일한 방향으로 진행한다. 따라서, 빛이 통과하는 매질의 순서는 공기(n1) -> 거울(n2) -> 공기(n1) 순이 된다. 그리고, 이 때 발생되는 오차 d는 아래 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.

<수학식 1>

변수 n1과 n2는 미리 알고 있는 상수이며, 빛의 입사각은 센서(110)에 장착된 모터의 회전 위치를 통해 알 수 있으므로 수학식 1에 따라 변위 d를 계산할 수 있다. 따라서 신호 왜곡에 의한 오차 보정을 할 수 있다.

또한, 도 8 ~ 도 10은 센서(110)에 의해 방출된 신호가 거울(120)에 의해 발생되는 오차를 보정하는 방법을 설명하였지만, 상기 설명한 원리는 커버(130)를 통과할 때도 동일하게 적용할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 11을 참고하면, 사이드 미러(100) 내부에 존재하는 센서(110)는 대상체로 신호를 송신하고 대상체로부터 반사된 신호를 수신한다.(S100, S200)

수신한 신호를 기초로 바로 주행 정보를 생성할 수 있으나, 센서(110)는 사이드 미러(100)의 내부에 존재하므로, 신호가 외부로 송신되거나 외부로부터 수신될 때 매질의 변화로 인한 굴절이 발생할 수 있다.

따라서, 신호를 수신하였으면, 사이드 미러(100)의 거울(120) 및 커버(130)로 인해 발생한 오차를 보정한다.(S300)

오차를 보정한 방법은 상기 설명한 바와 같이 수학식 1을 이용하여 오차를 보정한다.

오차가 보정되었으면, 이에 따른 주행 정보를 생성하고 생성된 주행 정보를 기초로 차량을 제어한다.(S400, S500)

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 센서에 의해 취득된 로우 데이터와 생성된 주행 정보와의 관계를 도시한 도면이며, 도 13은 센서에 의해 취득된 로우 데이터를 기초로 회전 변환하는 식을 나타낸 도면이다. 도 14는 본 센서에 의해 취득된 로우 데이터를 기초로 데이터를 병합하는 과정을 도시한 도면이고

본 발명에 따른 차량(1)의 주행 정보를 생성하는 방법은 크게 2가지로 나누어 생성할 수 있다.

첫 번째 방법은 각각의 센서(110)에서 취득한 정보를 기초로 각각의 주행 정보를 생성한 후, 제어부(200)에서 생성된 주행 정보를 통합한 후 사용자에게 이를 제공하는 방법이다. 즉, 제어부(200)는 차량(1)의 좌측 사이드 미러(100a)를 기준으로 취득한 주행 정보와 차량(1)의 우측 사이드 미러(100b)를 기준으로 취득한 주행 정보를 통합한 후 사용자에게 제공할 최종적인 주행 정보를 생성할 수 있다.

이러한 경우, 센서(110)는 주행 정보를 생성할 수 있는 별도의 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 제어부(200)는 센서(110)의 제어부에서 생성된 주행 정보를 통합하여 사용자에게 제공하는 역할만 하면 된다.

두 번째 방법은, 차량의 센서(110)는 취득한 로우 데이터(Raw Data)만을 제어부(200)로 송신하고 제어부(200)는 수신한 로우 데이터를 기초로 주행 정보를 생성하는 방법이다.

즉, 제어부(200)는 차량(1)의 좌측 사이드 미러(100a)를 기준으로 취득한 로우 데이터와 차량(1)의 우측 사이드 미러(100b)를 기준으로 취득한 로우 데이터를 하나로 통합하고 이를 기초로 주행 정보를 생성할 수 있다.

구체적으로 도 12를 참고하면, 챠량(1)의 좌측 사이드 미러(100a)는 좌측 사이드 미러(100a)를 기준으로 로우 데이터(Xl, Yl)을 취득할 수 있고 챠량(1)의 우측 사이드 미러(100b)는 우측 사이드 미러(100b)를 기준으로 로우 데이터(Xr, Yr)을 취득할 수 있다. 도 11에는 도시하지 않았지만 차량의 위를 향하는 Z축 방향에 대한 로우 데이터를 수신할 수 도 있다.

이렇게 수신된 로우 데이터는 기준축이 각각 다르기 때문에 차량(1)의 중심 좌표측을 기준으로 한 변환 과정이 필요하다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이 회전 변환에 의해 좌표 변환이 이루어진다. 도 13의 식은 좌표 변환에 의한 식을 도시한 것이며 차량의 위를 향하는 방향에서의 오프셋은dz라 가정한다.

또한, 도 13에서는 좌측 사이드 미러(100a)를 기준으로 수신한 로우 데이터의 변환 과정을 설명하였지만 우측 사이드 미러(100b)를 기준으로 수신한 로우 데이터의 변환 과정 또한 동일한 방식으로 이루어질 수 있다.

이렇게 회전 변환된 데이터는 병진 변환을 거친 후 데이터 병합을 통하여 사용자에게 제공할 최종 주행 정보를 생성할 수 있다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이 좌측 센서(110a)로부터 로우 데이터를 수신 받고 이를 회전 변환(210a)을 한 후 병진 변환(220a)을 하여 데이터를 생성하고 동시에 우측 센서(110b)로부터 로우 데이터를 수신 받고 이를 회전 변환(210b)한 후 병진 변환(220b)을 하여 데이터를 생성할 수 있다. 그 후 생성된 데이터는 병합 과정을 거치면서 차량(1)의 중심 좌표측을 기준으로 한 주행 정보가 생성되며 생성된 주행 정보는 사용자에게 제공될 수 있다.

상기 방식과 같이 주행 정보가 생성되는 경우 센서(110) 내부에 별도의 신호 처리 제어기를 탑재하지 않아 시스템이 단순해져 보다 빠르게 사용자에게 주행 정보를 제공할 수 있으며, 동시에 센서(110) 내부에 별도의 제어부를 탑재할 필요가 없어 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 센서가 감지할 수 있는 범위를 도시한 도면이다.

도 15에 도시된 바와 같이 차량(1)의 후방에 센서를 하나 더 탑재하면, 도 5에 도시된 사각지대 영역을 감지할 수 있어 사각지대로 인한 단점을 보완할 수 있다. 물론 차량 후방에 장착되는 센서 또한 차량 내부에 장착할 수 있고 차량 외관에 의해 발생되는 오차 또한 앞서 설명한 원리에 의해 보정할 수 있다. 도 15에는 차량의 후방에만 센서를 설치한 것으로 도시하였으나 차량의 전방에도 설치하여 사각지대의 단점을 보완할 수 있다.

지금까지 본 발명의 특징 및 효과에 대해 도면을 통하여 자세히 알아보았다. 종래 기술에 따른 자유 주행 차량은 차량 주변의 환경을 감지하는 3차원 공간 인식 센서가 차량의 루프에 설치되어 외부 환경에 직접적으로 노출되는 단점이 존재하였으며, 루프 위에 설치된 기구물로 인해 차량의 외관 디자인을 해치는 문제점이 존재하였다.

그러나, 본 발명에 따른 차량의 경우 3차원 공간 인식 센서가 차량의 루프가 아닌 사이드 미러 내부에 배치되므로 차량의 외관을 해치지 않고 센서의 구조물 추가에 따른 무게의 증가와 공기저항의 증가로 인한 연비 저하 문제도 방지할 수 있는 효과가 존재한다. 또한, 사이드 미러 내부에 존재함으로써, 발생할 수 있는 신호 측정의 오차 또한 보정을 함으로써 좀 더 정확한 정보에 따른 자율 주행을 실시할 수 있다.

지금까지 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

1: 차량
100: 사이드 미러
110: 센서
120: 거울
130: 커버
200: 제어부

Claims

사이드 미러;
상기 사이드 미러 내부에 배치되며, 신호를 대상체로 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 신호를 수신하는 적어도 하나의 센서;
상기 센서에 의해 수신된 신호를 기초로 주행 정보를 생성하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 사이드 미러의 커버 또는 상기 사이드 미러의 거울 중 적어도 하나를 통과하면서 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정하여 상기 주행 정보를 생성하는 차량.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사이드 미러 거울의 두께와 상기 센서가 방출하는 신호의 입사각을 기초로 상기 신호의 왜곡을 보정하는 차량.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사이드 미러 커버의 두께와 상기 센서가 방출하는 신호의 입사각을 기초로 상기 신호의 왜곡을 보정하는 차량.
제 1항에 있어서,
상기 커버 및 거울은,
상기 신호가 상기 커버 및 거울을 통과할 수 있는 물질을 더 포함하는 차량.
제 6항에 있어서,
상기 거울은,
적외선 영역 파장대의 빛은 통과시키고 가시광선 영역 파장대의 빛은 반사시키는 차량.
제 6항에 있어서,
상기 커버의 외주면에는,
적외선 영역 파장대의 빛을 통과시키는 필터가 코팅되어 있는 차량.
제 1항에 있어서,
상기 차량의 전방 및 후방에 배치되는 또 다른 센서를 더 포함하는 차량.
제 9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사이드 미러 내부에 배치된 센서와 상기 차량의 전방 및 후방에 배치된 센서에 의해 수신된 정보를 기초로 상기 주행 정보를 생성하는 차량.
사이드 미러 내부에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서;
신호를 대상체로 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 신호를 기초로 주행 정보를 생성하는 단계를 포함하고;
상기 주행 정보를 생성하는 단계는,
상기 사이드 미러의 커버 또는 상기 사이드 미러의 거울 중 적어도 하나를 통과하면서 발생되는 상기 신호의 왜곡을 보정하여 상기 주행 정보를 생성하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
삭제
삭제
제 11항에 있어서,
상기 거울은,
적외선 영역 파장대의 빛은 통과시키고 가시광선 영역 파장대의 빛은 반사시키는 차량의 제어 방법.
제 11항에 있어서,
상기 커버의 외주면에는,
적외선 영역 파장대의 빛을 통과시키는 필터가 코팅되어 있는 차량의 제어 방법.
제 11항에 있어서,
상기 주행 정보를 생성하는 단계는,
상기 사이드 미러 내부에 배치된 각각의 센서로부터 로우 데이터(Raw Data)를 수신한 후 이를 병합하여 주행 정보를 생성하는 차량의 제어 방법.
제 16항에 있어서,
상기 주행 정보를 생성하는 단계는,
상기 로우 데이터를 각각 상기 차량의 중심을 기준으로 좌표 변환을 한 후 데이터를 병합하여 주행 정보를 생성하는 차량의 제어 방법.
제 17항에 있어서,
상기 좌표 변환하는 단계는,
상기 로우 데이터를 각각 회전 변환하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
제 18항에 있어서,
상기 좌표 변환하는 단계는,
상기 로우 데이터를 각각 병진 변환하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
제 15항에 있어서,
상기 주행 정보를 생성하는 단계는,
상기 센서를 기준으로 각각 주행 정보를 생성한 후 상기 차량의 중심을 기준으로 상기 생성된 정보를 병합하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.