KR102368497B1 - 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 차량용 레이더의 보정 방법은, 제어부가 레이더부를 통해 차량의 전방 타겟을 탐지하는 단계; 제어부가 레이더부로부터 타겟의 탐지결과를 입력받아 정지타겟 여부를 판단하는 단계; 제어부가 정지타겟 여부를 판단하여 정지타겟인 경우, 차량상태 입력부로부터 차량의 차량상태를 입력받아 차량의 직진주행 여부를 판단하는 단계; 제어부가 직진주행 여부를 판단하여 직진주행인 경우 레이더부의 비틀림 각도를 계산하는 단계; 제어부가 비틀림 각도의 신뢰도를 판단하여 신뢰도에 따른 가중치를 부여하는 단계; 및 제어부가 가중치를 부여하여 비틀림 각도를 보정하여 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 신뢰도에 따른 가중치를 부여하는 단계는, 제어부가 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 그룹에서 표준편차를 산출하고, 표준편차에 대해 다수의 구간을 설정하여 각각의 구간에 따라 비틀림 각도에 가중치를 다르게 부여하여 보정하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CALIBRATING RADAR OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이더의 비틀림 각도 추정 결과에 대해 신뢰도를 기반으로 가중치를 가변적으로 부여함으로써 보다 신속하게 보정할 수 있도록 하는 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 안전 시스템은 충돌 방지 시스템 또는 사고 예방 시스템으로 분류될 수 있다.
이 중 충돌 방지용 안전 시스템은 사고의 영향을 최소화할 수 있지만, 효과적인 사고 예방 시스템은 운전자가 사고를 모두 예방할 수 있도록 한다.
현재 차량 내에서 차량의 안전사고 방지를 위해 사용되는 있는 효과적인 사고 예방 시스템으로는 차량용 레이더가 있다.
이러한 차량용 레이더는 차량의 전방 범퍼 내부 뒷공간에 장착되어 앞차와의 거리를 감지하여 일정 거리 이내로 앞차가 접근하면 신호를 보내게 된다.
또한, 주차시 범퍼의 전방으로 물체가 일정 거리 이내로 접근하면 신호를 보내 운전자가 주의할 수 있게 하여 충돌 사고를 예방하는 것이다.
이와 같은 차량용 레이더는 정확한 전방 방향 주시를 위해 정확한 위치에 조립되어야 하나, 레이더의 제조 및 조립과정에서 발생하는 공차로 인하여 보정을 통해서 오차에 의해 틀어진 레이더 축의 방향을 똑바로 맞추어주는 조정을 하게 된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2017-0112762호(2017.10.12. 공개, 차량용 레이더 축 보정장치)에 개시되어 있다.
이와 같이 차량에 장착되는 레이더의 경우 운행 중 충격으로 인해 장착된 레이더의 방향이 틀어질 수 있고, 이러한 오차는 전방에 있는 차량 및 장애물과의 거리측정에 오류가 발생하여 운행 중 치명적인 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 차량용 레이더의 각도 오차를 보정하는 장치의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 레이더의 비틀림 각도 추정 결과에 대해 신뢰도를 기반으로 가중치를 가변적으로 부여함으로써 보다 신속하게 보정할 수 있도록 하는 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 레이더의 보정 장치는, 차량의 전방으로 송신신호를 출력하여 반사되는 수신신호를 수신하여 전방 타겟을 탐지하는 레이더부; 차량 제어장치로부터 차량의 차량상태를 입력받는 차량상태 입력부; 레이더부로부터 타겟의 탐지결과를 입력받아 정지타겟이면 차량상태 입력부로부터 입력된 차량상태를 기반으로 차량이 직진주행일 경우 탐지결과로부터 레이더부의 비틀림 각도를 계산하고, 비틀림 각도의 신뢰도를 판단하여 신뢰도에 따른 가중치를 부여하여 비틀림 각도를 보정하는 제어부; 및 제어부에서 보정된 비틀림 각도를 출력하는 출력부;를 포함하되, 제어부는, 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 그룹에서의 표준편차를 산출하고, 표준편차에 대해 다수의 구간을 설정하여 각각의 구간에 따라 비틀림 각도에 가중치를 다르게 부여하여 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 가중치를 다르게 부여할 때 표준편차가 작은 경우 가중치를 높게 부여하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량상태는, 차속, 조향각, 휠각, 요레이트 및 횡가속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 레이더의 보정 방법은, 제어부가 레이더부를 통해 차량의 전방 타겟을 탐지하는 단계; 제어부가 레이더부로부터 타겟의 탐지결과를 입력받아 정지타겟 여부를 판단하는 단계; 제어부가 정지타겟 여부를 판단하여 정지타겟인 경우, 차량상태 입력부로부터 차량의 차량상태를 입력받아 차량의 직진주행 여부를 판단하는 단계; 제어부가 직진주행 여부를 판단하여 직진주행인 경우 레이더부의 비틀림 각도를 계산하는 단계; 제어부가 비틀림 각도의 신뢰도를 판단하여 신뢰도에 따른 가중치를 부여하는 단계; 및 제어부가 가중치를 부여하여 비틀림 각도를 보정하여 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 신뢰도에 따른 가중치를 부여하는 단계는, 제어부가 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 그룹에서의 표준편차를 산출하고, 표준편차에 대해 다수의 구간을 설정하여 각각의 구간에 따라 비틀림 각도에 가중치를 다르게 부여하여 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 가중치를 다르게 부여할 때, 제어부는 표준편차가 작은 경우 가중치를 높게 부여하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량상태는, 차속, 조향각, 휠각, 요레이트 및 횡가속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 방법은 레이더의 비틀림 각도 추정 결과에 대해 신뢰도를 기반으로 가중치를 가변적으로 부여함으로써 보다 신속하게 보정하여 수렴되도록 함으로써, 신속하고 안정적인 제어 동작이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 장치에서 시간에 따른 타겟의 탐지결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법에서 탐지결과로부터 계산된 비틀림 각도를 나타낸 예시 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법에서 가중치를 부여하여 비틀림 각도를 보정한 결과를 나타낸 예시 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 레이더의 보정 장치 및 그 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 장치에서 시간에 따른 타겟의 탐지결과를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 장치는, 레이더부(10), 차량상태 입력부(20), 제어부(30) 및 출력부(40)를 포함한다.
레이더부(10)는 차량의 전방으로 송신신호를 출력하여 반사되는 수신신호를 수신하여 전방 타겟을 탐지하여 탐지결과를 제어부(30)에 제공한다.
차량상태 입력부(20)는 차량 제어장치(미도시)로부터 차량의 차량상태를 입력받아 제어부(30)에 제공함으로써, 제어부(30)에서 차량의 직진주행 여부를 판단하거나 타겟의 정지타겟 여부를 판단하도록 할 수 있다.
따라서, 차량상태는 차속, 조향각, 휠각, 요레이트 및 횡가속도 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제어부(30)는 레이더부(10)로부터 타겟의 탐지결과를 입력받아 정지타겟 여부를 판단하여 정지타겟이면, 차량상태 입력부(20)로부터 입력된 차량상태를 기반으로 차량이 직진주행인지 판단하여 탐지결과로부터 레이더부(10)의 비틀림 각도를 계산하고, 비틀림 각도의 신뢰도를 판단하여 신뢰도에 따른 가중치를 부여하여 비틀림 각도를 보정한다.
도 2에 도시된 바와 같이 레이더부(10)에 비틀림이 발생한 경우, 차량이 직진주행하게 되면 시간이 경과함에 따라 타겟(50)과 레이더 수직축과의 거리가 X1에서 X2로 변동하게 되어 탐지된 타겟(50)의 위치에 오류가 발생된다. 따라서, 이를 보정하기 위해 차량의 진행방향인 차량 수직축과 레이더 수직축과의 비틀림 각도를 산출하여 보정하게 된다.
여기서, 제어부(30)는 비틀림 각도를 계산할 때, 입력된 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 각 그룹에서의 평균값을 기반으로 비틀림 각도를 계산하여 주행환경 및 노이즈에 의한 변동을 보상할 수 있다.
또한, 제어부(30)는 비틀림 각도를 계산한 그룹에서의 표준편차를 산출한 후 표준편차에 대해 다수의 구간을 설정하여 각각의 구간에 따라 비틀림 각도에 가중치를 다르게 부여하여 보정할 때, 탐지결과가 일정하여 표준편차가 작은 경우 즉, 신뢰도가 높은 경우에는 가중치를 높게 부여하여 보정하고, 표준편차가 커서 신뢰도가 낮은 경우에는 가중치를 낮게 부여하여 보정함으로써 비틀림 각도가 빠르게 수렴하도록 할 수 있다.
출력부(40)는 제어부(30)에서 보정된 비틀림 각도를 출력하여 차량용 안전 시스템 등에서 타겟의 탐지결과를 기반으로 충돌 방지 및 사고 예방을 안정적으로 수행할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 레이더의 보정 장치에 따르면, 레이더의 비틀림 각도 추정 결과에 대해 신뢰도를 기반으로 가중치를 가변적으로 부여함으로써 보다 신속하게 보정하여 수렴되도록 함으로써, 신속하고 안정적인 제어 동작이 가능하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법에서 탐지결과로부터 계산된 비틀림 각도를 나타낸 예시 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법에서 가중치를 부여하여 비틀림 각도를 보정한 결과를 나타낸 예시 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더의 보정 방법에서는 먼저, 제어부(30)가 레이더부(10)를 통해 차량의 전방 타겟을 탐지하여 탐지결과를 입력받는다(S10).
S10 단계에서 레이더부(10)로부터 타겟의 탐지결과를 입력받은 후 제어부(30)는 탐지된 타겟이 정지타겟인지 판단한다(S20).
여기서, 제어부(30)는 차량상태 입력부(20)로부터 차량상태를 입력받아 차량의 차속과 타겟과의 상대속도를 비교하여 정지타겟 여부를 판단할 수 있다.
S20 단계에서 정지타겟인지 판단하여 탐지된 타겟이 정지타겟이 아닌 경우에는 레이더부(10)의 보정에 활용할 수 없어 종료된다.
반면, S20 단계에서 정지타겟인지 판단하여 탐지된 타겟이 정지타겟인 경우, 제어부(30)는 차량상태 입력부(10)로부터 차량의 차량상태를 입력받아 차량이 직진주행 중인지 판단한다(S30).
여기서, 제어부(30)는 차량상태로부터 조향각, 휠각, 요레이트 및 횡각속도 중 어느 하나 이상을 통해 차량이 직진주행 중인지 판단할 수 있다.
S30 단계에서 차량이 직진주행 중인지 판단하여 직진주행이 아닌 경우에는 차량의 진행방향에 따른 차량 수직축과 레이더 수직축과의 비틀림 각도를 계산할 수 없어 종료된다.
그러나, S30 단계에서 차량이 직진주행 중인지 판단하여 직진주행인 경우, 제어부(30)는 레이더부(10)의 비틀림 각도를 계산한다(S40).
여기서, 비틀림 각도는 제어부(30)가 입력된 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 각 그룹에서의 평균값을 기반으로 비틀림 각도를 계산하여 주행환경 및 노이즈에 의한 변동을 보상할 수 있다.
예를 들어, 탐지결과 각각에 대해 개별적으로 비틀림 각도를 계산할 경우 도 4에 도시된 바와 같이 비틀림 각도가 주행환경이나 노이즈에 의해 심하게 변동될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 10~200개 정도의 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 그룹에 대해 평균값과 표준편차를 산출하여 비틀림 각도를 계산하고, 신뢰도를 판단한다.
S40 단계에서 레이더부(10)의 비틀림 각도를 계산한 후 제어부(30)는 비틀림 각도의 신뢰도를 판단한다(S50).
본 실시예에서 신뢰도는 그룹에서 계산한 비틀림 각도의 표준편차로 판단할 수 있다.
예를 들어, 표준편차가 기준값보다 클 경우에는 신뢰도가 낮고, 표준편차가 기준값보다 작을 경우에는 신뢰가 높다고 판단할 수 있다.
여기서, 신뢰도를 판단할 때 하나의 기준값과 비교하여 신뢰도를 판단할 수도 있으나, 다수의 기준값과 비교하여 다수의 신뢰도 구간을 설정할 수도 있다.
S50 단계에서 비틀림 각도의 신뢰도를 판단한 후 제어부(30)는 각각의 신뢰도 구간에 따라 가중치를 다르게 부여할 수 있다(S60).
여기서 가중치를 다르게 부여할 때 탐지결과가 일정하여 표준편차가 작은 경우 즉, 신뢰도가 높은 경우에는 가중치를 높게 부여하고, 표준편차가 커서 신뢰도가 낮은 경우에는 가중치를 낮게 부여할 수 있다.
S60 단계에서 비틀림 각도의 신뢰도에 따라 다르게 가중치를 부여한 후 제어부(30)는 다르게 부여된 가중치에 따라 비틀림 각도를 보정한다(S70).
이와 같이 가중치를 신뢰도에 따라 다르게 부여하여 보정함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 그룹 단위로 비틀림 각도가 빠르게 수렴하도록 할 수 있다.
S70 단계에서 보정된 비틀림 각도에 대해 제어부(30)는 차량용 안전 시스템 등으로 출력함으로써, 차량용 안전 시스템 등에서 타겟의 탐지결과를 기반으로 충돌 방지 및 사고 예방을 안정적으로 수행할 수 있도록 한다(S80).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 레이더의 보정 방법에 따르면, 레이더의 비틀림 각도 추정 결과에 대해 신뢰도를 기반으로 가중치를 가변적으로 부여함으로써 보다 신속하게 보정하여 수렴되도록 함으로써, 신속하고 안정적인 제어 동작이 가능하도록 할 수 있다.
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.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 레이더
20 : 차량상태 입력부
30 : 제어부
40 : 출력부
50 : 타겟

Claims (6)

  1. 차량의 전방으로 송신신호를 출력하여 반사되는 수신신호를 수신하여 전방 타겟을 탐지하는 레이더부;
    차량 제어장치로부터 상기 차량의 차량상태를 입력받는 차량상태 입력부;
    상기 레이더부로부터 타겟의 탐지결과를 입력받아 정지타겟이면 상기 차량상태 입력부로부터 입력된 상기 차량상태를 기반으로 상기 차량이 직진주행일 경우 상기 탐지결과로부터 상기 레이더부의 비틀림 각도를 계산하고, 상기 비틀림 각도의 신뢰도를 판단하여 상기 신뢰도에 따른 가중치를 부여하여 상기 비틀림 각도를 보정하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 보정된 상기 비틀림 각도를 출력하는 출력부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 상기 그룹에서 표준편차를 산출하고, 상기 표준편차에 대해 다수의 구간을 설정하여 각각의 상기 구간에 따라 상기 비틀림 각도에 상기 가중치를 다르게 부여하여 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더의 보정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가중치를 다르게 부여할 때 상기 표준편차가 작은 경우 상기 가중치를 높게 부여하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더의 보정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 차량상태는, 차속, 조향각, 휠각, 요레이트 및 횡가속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더의 보정 장치.
  4. 제어부가 레이더부를 통해 차량의 전방 타겟을 탐지하는 단계;
    상기 제어부가 상기 레이더부로부터 상기 타겟의 탐지결과를 입력받아 정지타겟 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어부가 상기 정지타겟 여부를 판단하여 정지타겟인 경우, 차량상태 입력부로부터 상기 차량의 차량상태를 입력받아 상기 차량의 직진주행 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어부가 상기 직진주행 여부를 판단하여 직진주행인 경우 상기 레이더부의 비틀림 각도를 계산하는 단계;
    상기 제어부가 상기 비틀림 각도의 신뢰도를 판단하여 상기 신뢰도에 따른 가중치를 부여하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 가중치를 부여하여 상기 비틀림 각도를 보정하여 출력하는 단계;를 포함하되,
    상기 신뢰도에 따른 상기 가중치를 부여하는 단계는, 상기 제어부가 상기 탐지결과에 대해 그룹을 설정하여 상기 그룹에서 표준편차를 산출하고, 상기 표준편차에 대해 다수의 구간을 설정하여 각각의 상기 구간에 따라 상기 비틀림 각도에 상기 가중치를 다르게 부여하여 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더의 보정 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가중치를 다르게 부여할 때, 상기 제어부는 상기 표준편차가 작은 경우 상기 가중치를 높게 부여하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더의 보정 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 차량상태는, 차속, 조향각, 휠각, 요레이트 및 횡가속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더의 보정 방법.
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