KR102356503B1 - Backward driving assist apparatus of vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 후진주행 지원 장치는, 차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속을 측정하는 차속센서; 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서; 주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하는 요레이트 센서; 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장하는 주행궤적 저장부; 및 전진주행하는 동안 차속센서의 휠펄스 카운트와 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고 설정거리 간격으로 생성한 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하여 주행궤적 저장부에 저장하며, 후진주행 시 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 목표 조향각을 MDPS 제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle and a method for controlling the same. An apparatus for supporting backward driving of a vehicle according to the present invention includes: a vehicle speed sensor configured to measure a vehicle speed by counting wheel pulses of a wheel; a steering angle sensor for measuring a steering angle of the steering wheel; a yaw rate sensor that measures a yaw rate value inclined at the time of driving; a driving trajectory storage unit for storing driving trajectory data generated during forward driving; During forward driving, the vehicle position is estimated by matching the wheel pulse count of the vehicle speed sensor, the steering angle of the steering angle sensor, and the yaw rate value of the yaw rate sensor, and the driving trajectory data generated at a set distance interval is interpolated with a curve function to store the driving trajectory. It is stored in the unit, reads the driving trajectory data from the driving trajectory storage unit when driving in reverse, compensates for the directional angle error with the own vehicle position, generates a target steering angle, and outputs the target steering angle to the MDPS controller. do.
Description
본 발명은 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터를 곡선함수 매개변수 형태로 보간하여 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시킨 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle and a method for controlling the same, and more particularly, when driving backward according to a stored driving trajectory during forward driving, estimating the location of the own vehicle through dead reckoning, improving estimation accuracy, and driving forward Reverse driving support device for vehicle that improves convergence speed by interpolating and storing driving trajectory data generated for each set distance at each time in the form of a curve function parameter and to a control method thereof.
일반적으로, 차량의 후진주행 시 전진주행과 차량의 이동궤적이 상이해 운전의 어려움을 호소하는 운전자가 많다. 이는 차량의 후진주행 시 백미러와 사이드미러를 이용하더라도 사각지역이 있어 운전자는 빈번하게 후방을 직접 눈으로 확인하며 장애물을 확인하고 다시 조향과 가속이나 감속 패달을 밟아 후진해야 하는 번거로움이 있다. In general, there are many drivers who complain of difficulties in driving because the moving trajectory of the vehicle is different from the forward driving when the vehicle is traveling in reverse. This is because there is a blind spot even when the rearview mirror and side mirror are used when driving the vehicle in reverse, so the driver frequently has to check the rear with his or her own eyes, check for obstacles, and then step back on the steering and acceleration or deceleration pedals to reverse.
특히, 좁은 골목길에서 주행하거나 주차 공간이 협소한 주차장 등에서 주행 시 마주 오는 차량과 마주치는 등으로 인해 더 이상 앞으로 주행하기 어려운 경우가 종종 발생한다. 이 경우 왔던 경로를 후진으로 주행하여야 하는데 초보 운전자나 운전 미숙자의 경우 이러한 협소한 공간에서의 후진 주행에 대해 상당한 어려움을 느껴 전진하지도 후진하지도 못하는 경우가 많다. In particular, when driving in a narrow alley or in a parking lot with a narrow parking space, it is often difficult to drive forward due to running into an oncoming vehicle. In this case, the vehicle must be driven backwards on the route it came from, but in many cases, novice drivers or inexperienced drivers experience considerable difficulty in reverse driving in such a narrow space and cannot move forward or backward.
또한, 주차된 차량이 많은 좁은 공간에서 회전 중 주차된 차량 혹은 벽에 차체 접촉이 발생 시 추가적인 차량 손상을 방지하려면 차량을 선회하던 경로를 따라 동일하게 후진시켜야 하는데 운전 미숙자의 경우 어찌할 바를 몰라 차량에 더 큰 손상을 가하게 되는 경우가 있다. In addition, in order to prevent further vehicle damage when the vehicle body comes into contact with a parked vehicle or a wall while turning in a narrow space with many parked vehicles, the vehicle must be reversed in the same way as the vehicle was turning. In some cases, more damage may be done.
현재 차량이 후진할 때 보조해 주는 장치로는 PAS(Parking Assist System)와 PGS(Parking Guide System) 및 후방 모니터 등이 있다. Currently, devices that assist when the vehicle is reversing include a PAS (Parking Assist System), a PGS (Parking Guide System), and a rear monitor.
후방 모니터의 경우 이와 같은 상황에서 좌우 측면을 모니터할 수 있는 시야 확보에 한계가 있으며, PAS 및 PGS의 경우 지속적인 경보음을 발생하므로 운전자에게 오히려 불안감을 조성할 수 있다. In the case of the rear monitor, there is a limit to securing a field of view that can monitor the left and right sides in such a situation, and in the case of PAS and PGS, continuous alarm sounds are generated, which can create anxiety in the driver.
또한, 협소한 길에서의 후진 시에는 핸들이 조금씩 좌/우로 틀어지게 되어 차량이 좌측 또는 우측으로 쏠리는 현상이 종종 발생하는데 PAS 및 PGS와 같은 시스템으로는 이러한 상황을 해결하는데 한계가 있다. In addition, when reversing on a narrow road, the steering wheel is slightly turned left/right and the vehicle is often pulled to the left or right. Systems such as PAS and PGS have limitations in solving this situation.
또한 후측방 경보 시스템은 주행 중 차선변경 시 일정거리(예를 들면, 7m) 이내에 후방 및 측방에서 차량의 존재 유무를 레이더 센서를 이용하여 경보하여 주는 시스템으로, 골목길이나 협로에서 후진주행 시에 후진주행을 보조하는 장치로 이용하기에는 적당하지 못하며, 또한 레이더 센서와 같은 후측방 센서가 없이는 주변 장애물을 감지하기 어려운 단점이 있다.In addition, the rear side warning system is a system that alerts the presence of a vehicle from the rear or side within a certain distance (for example, 7 m) when changing lanes while driving using a radar sensor. It is not suitable for use as a driving aid device, and it is difficult to detect surrounding obstacles without a rear-facing sensor such as a radar sensor.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0077823호(2015.07.08. 공개, 차량의 자동 후진 경로 제어 시스템)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 2015-0077823 (published on Jul. 8, 2015, automatic reverse path control system for a vehicle).
이와 같은 종래기술에 의한 자동 후진경로 제어 시스템에서는 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 일정거리 간격으로 순서대로 저장한 후 후진주행 시 전진 주행시 저장한 순서의 역순으로 주행궤적 데이터를 획득하여 후진경로를 제어하게 된다. In the automatic reverse route control system according to the prior art, the driving trajectory data generated during forward driving is sequentially stored at regular distance intervals, and then, when driving backward, the driving trajectory data is acquired in the reverse order of the stored sequence during forward driving to determine the reverse route. will take control
그러나 전진주행과 후진주행은 차량의 구성상 회전반경이 달라 차속 센서 및 조향각 센서만을 이용하여 전진주행 경로와 동일하게 후진주행 경로를 제어할 경우 오차율이 높은 문제점이 있다. However, since forward driving and reverse driving have different turning radii due to the configuration of the vehicle, when the reverse driving path is controlled in the same way as the forward driving path using only the vehicle speed sensor and the steering angle sensor, there is a problem in that the error rate is high.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터를 곡선함수 매개변수 형태로 보간하여 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시킨 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to improve the above problems, and an object of the present invention according to one aspect is to improve estimation accuracy by estimating the own vehicle position through dead reckoning when driving backward according to a stored driving trajectory during forward driving, During forward driving, the driving trajectory data generated for each set distance is interpolated and stored in the form of a curve function parameter, and when driving in reverse, the steering angle command input during forward driving is used as a feedforward factor to improve the convergence speed of the vehicle. To provide a driving support device and a control method therefor.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치는, 차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속을 측정하는 차속센서; 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서; 주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하는 요레이트 센서; 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장하는 주행궤적 저장부; 및 전진주행하는 동안 차속센서의 휠펄스 카운트와 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고 설정거리 간격으로 생성한 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하여 주행궤적 저장부에 저장하며, 후진주행 시 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 목표 조향각을 MDPS 제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for supporting backward driving of a vehicle, comprising: a vehicle speed sensor configured to measure a vehicle speed by counting wheel pulses of a wheel; a steering angle sensor for measuring a steering angle of the steering wheel; a yaw rate sensor that measures an inclined yaw rate value of the vehicle while driving; a driving trajectory storage unit for storing driving trajectory data generated during forward driving; During forward driving, the vehicle position is estimated by matching the wheel pulse count of the vehicle speed sensor, the steering angle of the steering angle sensor, and the yaw rate value of the yaw rate sensor. It is stored in the unit, reads the driving trajectory data from the driving trajectory storage unit when driving in reverse, compensates for the directional angle error with the own vehicle position to generate a target steering angle, and a control unit that outputs the target steering angle to the MDPS control unit. do.
본 발명에서 주행궤적 저장부는, 링버퍼로 구성되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the driving trajectory storage unit is characterized in that it is composed of a ring buffer.
본 발명에서 제어부는, 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간한 후 곡선함수 파라미터를 주행궤적 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller interpolates the driving trajectory data with a cubic curve function and then stores the curve function parameters in the driving trajectory storage unit.
본 발명에서 제어부는, 설정된 시간 간격으로 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각과 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit estimates the absolute change amount at the reference position based on the wheel pulse count at a set time interval, estimates the lateral change amount from the steering angle and yaw rate value, and accumulates the absolute change amount and the lateral direction change amount to determine the own vehicle position It is characterized by estimating.
본 발명에서 제어부는, 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller generates a target steering angle by feeding forward the steering angle input during forward driving while performing PID control based on the driving trajectory data and the location of the own vehicle.
본 발명에서 제어부는, 차속센서의 휠펄스 카운트와 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하는 자차위치 추정부; 전진주행하는 동안 설정거리 간격으로 자차위치 추정부로부터 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부에 저장하고, 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하여 곡선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부에 저장하는 전진궤적 관리부; 후진주행 시 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 산출하는 오차 산출부; 및 오차 산출부에서 산출된 방향각 오차를 보상하여 주행궤적 데이터로부터 목표 조향각을 생성하는 경로 추종부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit includes: an own vehicle position estimator for estimating the location of the vehicle by matching the wheel pulse count of the vehicle speed sensor, the steering angle of the steering angle sensor, and the yaw rate value of the yaw rate sensor; During forward driving, the location data of the own vehicle position estimated from the own vehicle position estimator at a set distance interval is stored in the driving trajectory storage unit. a forward trajectory management unit for storing the parameters of the curve function in the driving trajectory storage unit; an error calculator that reads the driving trajectory data from the driving trajectory storage unit during backward driving and calculates an error in the direction angle with respect to the location of the host vehicle; and a path follower configured to generate a target steering angle from the driving trajectory data by compensating for the direction angle error calculated by the error calculator.
본 발명에서 전진궤적 관리부는, 주행궤적 저장부가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터로부터 최신 위치 데이터로 갱신하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the forward trajectory management unit updates the latest position data from the oldest position data when the driving trajectory storage unit is full.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법은, 전진주행 시 제어부가 설정거리 간격으로 자차위치를 추정하는 단계; 제어부가 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부에 저장하는 단계; 제어부가 주행궤적 저장부에 저장된 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하는 단계; 및 제어부가 주행궤적 데이터를 보간한 곡선함수의 파라미터를 주행궤적 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an apparatus for supporting backward driving of a vehicle, comprising: estimating, by a control unit, a location of the own vehicle at a set distance interval during forward driving; storing, by the controller, location data of the estimated location of the own vehicle in a driving trajectory storage unit; interpolating the driving trajectory data with a curve function when the driving trajectory data is generated with a set number or more of the position data stored in the driving trajectory storage unit; and storing, by the controller, parameters of a curve function obtained by interpolating the driving trajectory data in the driving trajectory storage unit.
본 발명에서 자차위치를 추정하는 단계는, 제어부가 설정된 시간 간격으로 차속센서의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하는 단계; 제어부가 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하는 단계; 및 제어부가 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the estimating of the own vehicle position includes: estimating, by the controller, an absolute change amount in the reference position based on the wheel pulse count of the vehicle speed sensor at a set time interval; estimating, by the controller, a lateral change amount from the steering angle of the steering angle sensor and the yaw rate value of the yaw rate sensor; and estimating, by the controller, an absolute change amount and a lateral change amount by accumulating the location of the own vehicle.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법은, 후진주행 시 제어부가 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어오는 단계; 제어부가 자차위치를 추정하는 단계; 제어부가 주행궤적 데이터와 자차위치의 방향각 오차를 산출하는 단계; 및 제어부가 주행궤적 데이터로부터 산출된 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하여 MDPS 제어부에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle, comprising: reading, by a control unit, driving trace data from a driving trace storage unit during reverse driving; estimating, by the controller, the location of the own vehicle; calculating, by the controller, an error in the direction angle between the driving trajectory data and the location of the host vehicle; and generating, by the controller, a target steering angle by compensating for a direction angle error calculated from the driving trajectory data, and outputting the generated target steering angle to the MDPS controller.
본 발명에서 자차위치를 추정하는 단계는, 제어부가 설정된 시간 간격으로 차속센서의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하는 단계; 제어부가 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하는 단계; 및 제어부가 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the estimating of the own vehicle position includes: estimating, by the controller, an absolute change amount in the reference position based on the wheel pulse count of the vehicle speed sensor at a set time interval; estimating, by the controller, a lateral change amount from the steering angle of the steering angle sensor and the yaw rate value of the yaw rate sensor; and estimating, by the controller, an absolute change amount and a lateral change amount by accumulating the location of the own vehicle.
본 발명에서 목표 조향각을 생성할 때, 제어부가 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when generating the target steering angle, the control unit performs PID control based on the driving trajectory data and the location of the own vehicle, and feed-forward the steering angle input during forward driving to generate the target steering angle.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법은 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터를 곡선함수 매개변수 형태로 보간하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시켜 운전자의 편의성을 증대시키고 용이한 후진주행이 가능하도록 한다.An apparatus for supporting reverse driving of a vehicle and a control method therefor according to an aspect of the present invention improve estimation accuracy by estimating the location of a vehicle through dead reckoning when driving backward according to a stored driving trajectory during forward driving, and improving the estimation accuracy when driving forward The driving trajectory data generated each time is interpolated in the form of a curve function parameter to store the driving trajectory data as a continuous movement. It increases the convenience of the vehicle and enables easy reverse driving.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치에서 주행궤적 저장부를 나타낸 링버퍼 구조이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법에서 전진주행 상황을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법에서 후진주행 상황을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a ring buffer structure illustrating a driving trajectory storage unit in the apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a forward driving situation in a method of controlling an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining a reverse driving situation in a method of controlling an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치에서 주행궤적 저장부를 나타낸 링버퍼 구조이다.1 is a block diagram showing an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a ring buffer structure showing a driving trajectory storage unit in the apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention. to be.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치는, 차속센서(10), 조향각 센서(20), 요레이트 센서(30), 주행궤적 저장부(60) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the apparatus for supporting backward driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a
차속센서(10)는 차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속과 이동거리를 파악할 수 있도록 휠펄스 카운트를 제어부(50)에 제공한다. The
조향각 센서(20)는 차량의 조향휠이 회전한 조향각을 측정하여 제어부(50)에 제공한다. The
요레이트 센서(30)는 주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하여 제어부(50)에 제공함으로써 차량의 횡방향 변화를 추정할 수 있도록 한다. The
주행궤적 저장부(60)는 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장한다. The driving
여기서 주행궤적 저장부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 링버퍼로 구성되어 순차적으로 저장한 후 링버퍼가 가득차면 다시 처음 위치부터 순차적으로 저장함으로써 가장 오래된 데이터부터 최신 데이터로 갱신되어 저장된다. Here, the driving
제어부(50)는 변속레버 감지부(40)로부터 변속레버의 위치를 판단하여 전진주행인 경우, 전진주행하는 동안 차속센서(10)의 휠펄스 카운트와 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고 설정거리 간격으로 생성한 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하여 곡선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다. The
또한, 제어부(50)는 변속레버 감지부(40)로부터 변속레버의 위치를 판단하여 후진주행인 경우, 주행궤적 저장부(60)로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하며, 목표 조향각을 MDPS 제어부(70)로 출력한다. In addition, the
여기서 제어부(50)는 자차위치 추정부(52), 전진궤적 관리부(54), 오차 산출부(56) 및 경로 추종부(58)를 포함할 수 있다. Here, the
자차위치 추정부(52)는 차속센서(10)의 휠펄스 카운트와 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추측항법(Dead Reckoning)으로 추정할 수 있다. The own
이때 추측항법에서는 측정값의 변화량을 적분하여 위치를 추정하기 때문에 이동거리가 늘어날수록 오차가 더 많이 누적되는 문제를 해소하기 위해, 본 실시예에서는 설정된 시간 간격으로 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각과 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정함으로써 누적오차의 영향을 감소시킬 수 있다. At this time, in the dead reckoning method, in order to solve the problem of accumulating more errors as the moving distance increases, since the position is estimated by integrating the change amount of the measured value, in the present embodiment, the By estimating the absolute change amount of , and estimating the lateral change amount from the steering angle and yaw rate value, the absolute change amount and the lateral change amount are accumulated to estimate the location of the own vehicle, thereby reducing the effect of the accumulated error.
전진궤적 관리부(54)는 전진주행하는 동안 설정거리 간격으로 자차위치 추정부(52)로부터 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부(60)에 저장하고, 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간하여 곡선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다. The forward
이와 같이 이산적인 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간함으로써 차량의 움직임을 연속적으로 표현할 수 있어 실제 차량의 궤적을 최소한의 데이터를 사용하여 표현할 수 있다. As such, by interpolating the discrete driving trajectory data with a cubic curve function, the movement of the vehicle can be continuously expressed, so that the actual trajectory of the vehicle can be expressed using a minimum amount of data.
전진궤적 관리부(54)는 주행궤적 저장부(60)가 도 2와 같이 링버퍼 구조를 갖고 있어, 링버퍼가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터(P5)로부터 최신 위치 데이터(Pn+1)로 갱신하여 순차적으로 저장한다. In the forward
오차 산출부(56)는 후진주행 시 주행궤적 저장부(60)로부터 주행궤적 데이터를 읽어 자차위치와의 방향각 오차를 산출한다. The
경로 추종부(58)는 오차 산출부(56)에서 산출된 방향각 오차를 보상하여 주행궤적 데이터로부터 목표 조향각을 생성하여 MDPS 제어부(70)로 출력한다. The
여기서 경로 추종부(58)는 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성함으로써 후진주행 시 주행궤적 데이터와 자차위치에 따른 방향각 오차를 0으로 빠르게 수렴하도록 할 수 있다. Here, the
따라서 MDPS 제어부(70)는 목표 조향각에 따라 구동모터(미도시)를 작동시켜 조향휠(미도시)을 회전시켜 후진주행을 지원할 수 있도록 한다. Accordingly, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 후진주행 지원 장치에 따르면, 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터를 곡선함수 매개변수 형태로 보간하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시켜 운전자의 편의성을 증대시키고 용이한 후진주행이 가능하도록 한다. As described above, according to the device for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention, when driving backward according to a stored driving trajectory during forward driving, the vehicle position is estimated through dead reckoning to improve estimation accuracy, and forward driving The driving trajectory data generated for each set distance is interpolated in the form of a curve function parameter to store the driving trajectory data as a continuous movement. It improves the driver's convenience and makes it possible to drive in reverse.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법에서 전진주행 상황을 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a forward driving situation in a method of controlling an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법에서 제어부(50)가 변속레버 감지부(40)를 통해 변속레버의 위치를 입력받아 전진주행인 경우 설정거리 간격으로 자차위치를 추정한다(S30). As shown in FIG. 3 , in the control method of the apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention, when the
여기서 제어부(50)는 설정된 시간 간격으로 차속센서(10)의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정할 수 있다. Here, the
이와 같이 본 실시예에서는 설정된 시간 간격으로 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정함으로써 추측항법(Dead Reckoning)에서 이동거리가 늘어날수록 오차가 더 많이 누적되는 누적오차의 영향을 감소시킬 수 있다. As described above, in this embodiment, the effect of the accumulated error in which the error accumulates more as the moving distance increases in the dead reckoning is reduced by estimating the absolute change amount at the reference position based on the wheel pulse count at the set time interval. can
S30 단계에서 자차위치를 추정한 후 제어부(50)는 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부(60)에 순차적으로 저장한다(S32). After estimating the location of the own vehicle in step S30, the
예를 들어, 주행궤적 저장부(60)가 도 2와 같이 링버퍼 구조를 갖는 경우, 제어부(50)는 링버퍼가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터(P5)로부터 최신 위치 데이터(Pn+1)로 갱신하여 순차적으로 저장한다. For example, when the driving
S32 단계에서 주행궤적 저장부(60)에 위치 데이터를 순차적으로 저장한 후 제어부(50)는 주행궤적 저장부(60)에 저장된 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 이산적인 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간하여 차량의 움직임을 연속적으로 표현한다(S34). After sequentially storing the position data in the driving
이와 같이 연속적으로 위치 데이터를 저장하지 않고 이산적으로 위치 데이터를 저장한 후 이를 3차 곡선함수로 보간함으로써 차량의 움직임을 연속적으로 표현하면서 실제 차량의 주행궤적을 최소한의 데이터를 사용하여 표현할 수 있다. In this way, instead of continuously storing the location data, the location data is stored discretely and then interpolated with a cubic curve function to express the movement of the vehicle continuously while using the minimum data to express the actual driving trajectory of the vehicle. .
S34 단계에서 3차 곡선함수로 주행궤적 데이터를 보간한 후 제어부(50)는 곡선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다(S36). After interpolating the driving trajectory data using the cubic curve function in step S34, the
이와 같은 과정은 전진주행하는 동안 계속해서 주행궤적 데이터를 생성하여 주행궤적 저장부(60)에 저장한다. In this process, driving trajectory data is continuously generated during forward driving and stored in the driving
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법에서 후진주행 상황을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart for explaining a reverse driving situation in a method of controlling an apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법에서 제어부(50)가 변속레버 감지부(40)를 통해 변속레버의 위치를 입력받아 후진주행인 경우 주행궤적 데이터의 저장을 중지하고 주행궤적 저장부(60)로부터 주행궤적 데이터를 읽어온다(S40). As shown in FIG. 4 , in the control method of the apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention, the
S40 단계에서 주행궤적 데이터를 읽어온 후 제어부(50)는 차속센서(10), 조향각 센서(20) 및 요레이트 센서(30)로부터 각각 휠펄스 카운트, 조향각 및 요레이트값을 입력받아 자차위치를 추정한다(S42). After reading the driving trajectory data in step S40, the
여기서 자차위치는 제어부(50)가 설정된 시간 간격으로 차속센서(10)의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 추정할 수 있다. Here, the vehicle position is determined by the
S42 단계에서 자차위치를 추정한 후 제어부(50)는 주행궤적 데이터와 자차위치의 방향각 오차를 산출한다(S44). After estimating the location of the own vehicle in step S42, the
S44 단계에서 방향각 오차를 산출한 후 제어부(50)는 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 여기에 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성하여 방향각 오차를 0으로 빠르게 수렴하도록 한다(S46). After calculating the directional angle error in step S44, the
S46 단계에서 생성된 목표 조향각에 대해 제어부(50)가 MDPS 제어부(70)로 출력함으로써 MDPS 제어부(70)에서 목표 조향각에 따라 구동모터(미도시)를 작동시켜 조향휠을 회전시켜 후진주행을 지원할 수 있도록 한다(S48). The
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법에 따르면, 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터를 곡선함수 매개변수 형태로 보간하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시켜 운전자의 편의성을 증대시키고 용이한 후진주행이 가능하도록 한다. As described above, according to the control method of the apparatus for supporting reverse driving of a vehicle according to an embodiment of the present invention, when driving backward according to a stored driving trajectory during forward driving, the vehicle position is estimated through dead reckoning to improve estimation accuracy, During forward driving, the driving trajectory data generated for each set distance is interpolated in the form of a curve function parameter to store the driving trajectory data as a continuous movement. By improving the convergence speed, it increases the convenience of the driver and enables easy reverse driving.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely an example, and those skilled in the art to which various modifications and equivalent other embodiments are possible. will understand
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
10 : 차속센서 20 : 조향각 센서
30 : 요레이트 센서 40 : 변속레버 감지부
50 : 제어부 52 : 자차위치 추정부
54 : 전진궤적 관리부 56 : 오차 산출부
58 : 경로 추종부 60 : 주행궤적 저장부
70 : MDPS 제어부10: vehicle speed sensor 20: steering angle sensor
30: yaw rate sensor 40: shift lever detection unit
50: control unit 52: own vehicle position estimation unit
54: forward trajectory management unit 56: error calculation unit
58: path follower 60: travel trajectory storage unit
70: MDPS control unit
Claims (12)
조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서;
주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하는 요레이트 센서;
전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장하는 주행궤적 저장부; 및
전진주행하는 동안 상기 차속센서의 상기 휠펄스 카운트와 상기 조향각 센서의 상기 조향각과 상기 요레이트 센서의 상기 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고 설정거리 간격으로 생성한 상기 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하여 상기 주행궤적 저장부에 저장하며, 후진주행 시 상기 주행궤적 저장부로부터 상기 주행궤적 데이터를 읽어와 상기 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 상기 목표 조향각을 MDPS 제어부로 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 설정된 시간 간격으로 상기 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 상기 조향각과 상기 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 상기 절대 변화량과 상기 횡방향 변화량을 누적하여 상기 자차위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
a vehicle speed sensor for measuring a vehicle speed by counting wheel pulses of a wheel;
a steering angle sensor for measuring a steering angle of the steering wheel;
a yaw rate sensor that measures a yaw rate value inclined at the time of driving;
a driving trajectory storage unit for storing driving trajectory data generated during forward driving; and
During forward driving, the vehicle position is estimated by matching the wheel pulse count of the vehicle speed sensor, the steering angle of the steering angle sensor, and the yaw rate value of the yaw rate sensor. is interpolated and stored in the driving trajectory storage unit, and when driving backward, the driving trajectory data is read from the driving trajectory storage unit to compensate for a directional angle error with the host vehicle position to generate a target steering angle, and the target steering angle is MDPS Including a control unit for outputting to the control unit,
The control unit estimates the absolute change amount at the reference position based on the wheel pulse count at a set time interval, estimates the lateral change amount from the steering angle and the yaw rate value, and accumulates the absolute change amount and the lateral change amount Reverse driving support apparatus for a vehicle, characterized in that for estimating the location of the own vehicle.
The apparatus according to claim 1, wherein the driving trajectory storage unit comprises a ring buffer.
The apparatus of claim 1, wherein the controller interpolates the driving trajectory data with a cubic curve function and stores the curve function parameter in the driving trajectory storage unit.
The method of claim 1, wherein the control unit generates the target steering angle by feeding-forward the steering angle input during forward driving while performing PID control based on the driving trajectory data and the location of the own vehicle. The vehicle's reverse driving support system.
상기 차속센서의 상기 휠펄스 카운트와 상기 조향각 센서의 조향각과 상기 요레이트 센서의 상기 요레이트값을 매칭시켜 상기 자차위치를 추정하는 자차위치 추정부;
전진주행하는 동안 설정거리 간격으로 상기 자차위치 추정부로부터 추정된 상기 자차위치의 위치 데이터를 상기 주행궤적 저장부에 저장하고, 설정개수 이상으로 상기 주행궤적 데이터가 생성되면 상기 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하여 상기 곡선함수의 파라미터와 함께 상기 주행궤적 저장부에 저장하는 전진궤적 관리부;
후진주행 시 상기 주행궤적 저장부로부터 상기 주행궤적 데이터를 읽어와 상기 자차위치와의 방향각 오차를 산출하는 오차 산출부; 및
상기 오차 산출부에서 산출된 상기 방향각 오차를 보상하여 상기 주행궤적 데이터로부터 상기 목표 조향각을 생성하는 경로 추종부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
According to claim 1, wherein the control unit,
an own vehicle position estimator for estimating the own vehicle position by matching the wheel pulse count of the vehicle speed sensor, the steering angle of the steering angle sensor, and the yaw rate value of the yaw rate sensor;
During forward driving, the position data of the own vehicle position estimated from the own vehicle position estimator at a set distance interval is stored in the driving trajectory storage unit, and when the driving trajectory data is generated in excess of a set number, the driving trajectory data is converted into a curve function a forward trajectory management unit for interpolating and storing the parameters of the curve function in the driving trajectory storage unit;
an error calculation unit for reading the driving trajectory data from the driving trajectory storage unit during backward driving and calculating a direction angle error with respect to the location of the host vehicle; and
and a path follower configured to generate the target steering angle from the driving trajectory data by compensating for the directional angle error calculated by the error calculator.
The apparatus of claim 6, wherein the forward trajectory management unit updates the latest position data from the oldest position data when the driving trajectory storage unit is full.
상기 제어부가 추정된 상기 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부에 저장하는 단계;
상기 제어부가 상기 주행궤적 저장부에 저장된 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 상기 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 주행궤적 데이터를 보간한 상기 곡선함수의 파라미터를 상기 주행궤적 저장부에 저장하는 단계를 포함하며,
상기 자차위치를 추정하는 단계는,
상기 제어부가 설정된 시간 간격으로 차속센서의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하는 단계;
상기 제어부가 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 절대 변화량과 상기 횡방향 변화량을 누적하여 상기 자차위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법.
estimating, by the control unit, the location of the own vehicle at set distance intervals during forward driving;
storing, by the controller, the estimated location data of the location of the own vehicle in a driving trajectory storage unit;
interpolating, by the control unit, the driving trajectory data into a curve function when the driving trajectory data is generated in excess of a set number stored in the driving trajectory storage unit; and
and storing, by the control unit, the parameters of the curve function interpolating the driving trajectory data in the driving trajectory storage unit,
The step of estimating the location of the own vehicle,
estimating, by the control unit, an absolute change amount in a reference position based on a wheel pulse count of a vehicle speed sensor at a set time interval;
estimating, by the controller, a lateral change amount from the steering angle of the steering angle sensor and the yaw rate value of the yaw rate sensor; and
and estimating, by the control unit, the location of the host vehicle by accumulating the absolute change amount and the lateral change amount.
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KR102356503B9 (en) | 2023-05-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A107 | Divisional application of patent | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |