KR102422933B1 - 차량용 감지장치 및 차량용 감지방법 - Google Patents

차량용 감지장치 및 차량용 감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지부와 차량속도정보와 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출부 및 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면 감지거리가 감소하도록 조정하는 조정부를 포함하는 차량용 감지장치에 관한 것이다.

Description

차량용 감지장치 및 차량용 감지방법{SENSING APPARATUS FOR VEHICLE AND SENSING METHOD FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 감지기술에 관한 것이다.
차량에는 차량 전방, 차량 측방 및 차량 후방에 존재하는 외부물체를 감지하는 감지장치들이 설치되어 있다.
상기 감지장치들은 운전석에서 보이지 않는 사각지대의 물체 등을 운전자에게 제공하는 수동적인 동작에서부터 사고의 위험을 운전자에게 알리며, 더 나아가 자동적으로 발생될 수 있는 사고를 예방 혹은 회피하는 능동적인 동작에서 필수적으로 사용된다.
또한, 전술한 사고 예방 혹은 회피하는 능동적인 동작뿐만 아니라, 운전자의 편의를 돕는 차선유지시스템(Lane Keeping Assist System, LKAS), 차선변경시스템(Lane Chang Assist System), 자동주행시스템(Smart Cruise Control System, SCCS) 등을 포함하는 운전지원시스템(Driving Assistance System, DAS) 에서도 사용된다.
하지만, 전술한 능동적인 동작들이 완벽하게 수행되기 위해서는 차량에 설치되어 외부물체를 감지하는 감지장치들이 도로환경을 반영하여 능동적으로 동작해야 한다.
예를 들어 차량이 도로변에 차량이 주차되어 있는 골목길을 주행하는 경우, 일반적인 감지거리를 갖는 감지장치들은 상기 주차차량을 감지하여 충돌위험이 없음에도 불구하고 충돌위험이 있는 것으로 판단하여 전술한 운전지원시스템이 동작하는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 차량이 주행하는 외부환경에 따라 감지거리를 능동적으로 조절할 수 있는 차량용 감지기술을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지부와 차량속도정보와 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출부 및 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면 감지거리가 감소하도록 조정하는 조정부를 포함하는 차량용 감지장치를 제공한다.
다른 일 측면에서, 본 발명은 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지단계와 차량속도정보와 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출단계 및 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면 감지거리를 조정하는 조정단계를 포함하는 차량용 감지방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 외부환경에 따라 감지거리를 능동적으로 조절할 수 있는 차량용 감지기술을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제1 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제2 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제3 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제4 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제5 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 차량용 감지장치를 포함하는 주행차량(110)이 도로변에 주차차량(121 내지 126)이 주차중인 도로를 일 시각(T1, T2 및 T3)에서 주행하는 상황을 도시하고 있다.
도 1의 상황에서, 일반적인 차량용 감지장치는 주행차량(110)의 주행상황과 관계없이 일정한 감지거리(130) 내에 존재하는 물체를 감지한다. 전술한 동작에 의해, T2 시각에서 일반적인 감지장치는 주차차량(125)를 감지하게 된다.
일반적인 차량용 감지장치가 T2 시각에 주차차량(125)를 감지함으로써, 주행차량(110)에 장착된 조향제어장치 및 브레이크제어장치가 원하지 않는 동작을 할 수 있다. 상기 조향제어장치 및 상기 브레이크제어장치는, 감지장치가 물체를 감지하면 충돌위험이 존재하는 것으로 인지하여 충돌을 회피하도록 조향장치 및 브레이크를 동작시키는 운전지원시스템(Driving Assistance System, DAS)에 포함되는 장치일 수 있다.
즉, 주행차량(110)은 T2시각에 주어진 환경에서 정상운행을 하여 충돌위험이 없음에도 불구하고, 고정된 감지거리(130)로 인해 주차차량(125)가 감지되어 충돌위험이 있는 것으로 판단하여 조향제어장치 및 브레이크제어장치가 동작되는 문제점이 있다.
전술한 바와 같이 주행차량(110)이 정상운행을 하고 있지만, 단지 주어진 상황을 반영하지 못하여 원하지 않는 조향제어장치 및 브레이크제어장치 등을 포함하는 운전지원시스템이 동작하는 문제점을 해결할 수 있는 차량용 감지장치 및 차량용 감지방법을 각각 도 2 내지 도 7 및 도 8을 이용하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치(200)는 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지부(210)와 감지된 차량속도정보와 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 감지된 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출부(220) 및 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 산출된 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면 감지거리가 감소하도록 조정하는 조정부(230)를 포함할 수 있다.
감지부(210)는 차속센서, 휠속도센서 등을 포함한 차량속도를 감지할 수 있는 차량센서를 이용하여 차량속도정보를 감지할 수 있다.
상기 차속센서는 스피도미터(속도계) 내의 회전자석 부근에 장착되거나 리드 스위치에 의해 차속에 비례한 회수의 ON, OFF 신호를 만들어 차속을 감지할 수 있는 리드 스위치식 차속센서, 스피도미터 내의 발광 다이오드와 포토트랜지스터를 대향시켜서 조합하는 포토커플러와 스피도미터 케이블로 구동되는 차광판(날개차)에 의해 차속을 감지할 수 있는 광전식 차속센서 및 트랜스미션에 스피도미터나 미터 드블링 기어의 회전은 회전축을 통하여 마그넷으로 전달되고, 마그넷의 회전에 의한 자계의 변화를 감지하여 차속을 감지하는 전자식 차속센서 등을 포함할 수 있다.
상기 휠속도센서는 톤 휠(tone wheel)과 센서에서의 자력선 변화를 감지하여 휠속을 감지할 수 있다.
또한, 감지부(210)는 차체에 가해지는 가속도를 검출하는 요레이트 센서를 이용하여 요레이트정보를 감지할 수 있다. 요레이트 센서는 차동 트랜스 내의 롤러의 움직임에 기초하여 차체에 가해지는 가속도를 감지할 수 있다.
또한, 감지부(210)는 토크센서를 이용하여 토크를 검출하여 조향각정보를 감지하거나 또는 조향각센서를 이용하여 상기 조향각정보를 감지할 수 있다.
상기 토크센서는 동력전달축을 제동장치와 결합하여 그 일을 열 또는 전기 에너지의 형태로 방산시켜 그 때의 제동량으로부터 구하는 방식과, 동력전달축의 비틀림 각이나 변형 등으로부터 측정하는 방식으로 분류할 수 있다.
전술한 바와 같이, 감지부(210)는 해당하는 인자(Factor)를 감지하는 센서를 이용하여 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 감지할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 감지부(210)는 해당하는 인자가 아닌 다른 인자를 감지하는 센서를 이용하고, 감지된 다른 인자에 기초하여 해당하는 인자를 산출하여 감지할 수도 있다. 상기 해당하는 인자는 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 의미하며, 상기 다른 인자는 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보가 아닌 다른 정보를 의미할 수 있다.
산출부(220)는 감지부(210)에서 감지된 차량속도정보와 요레이트정보를 이용하여 주행곡률반경을 산출할 수 있다.
일 예로, 주행곡률반경은 차량속도정보를 요레이트정보로 나눗셈 연산한 값이 될 수 있다.
이는, 주행곡률반경이 큰 도로는 직선에 가까운 도로임을 의미할 수 있기 때문에, 주행곡률반경이 클수록 차량속도정보는 큰 값을 가지며, 요레이트정보는 작은 값을 가질 수 있는 특성에 기초한 것이다. 다만, 산출부(220)는 주행곡률반경, 차량속도 및 요레이트와 관련된 실험을 수행하여 상수를 산출하고, 산출된 상수와 차량속도정보의 곱셈 연산한 값을 요레이트정보로 나눗셈 연산함으로써 보다 정밀한 주행곡률반경을 산출할 수 있다.
또한, 산출부(220)는 감지부(210)에서 감지된 조향각정보를 이용하여 조향각속도를 산출할 수 있다.
일 예로, 조향각속도는 조향각정보를 일 시간에 대해 미분 연산한 값이 될 수 있다.
이는, 각속도의 정의(시간변화당 각변화)에 기초하여 연산한 값일 수 있다.
다만 전술한 바와 같이, 산출부(220)가 감지부(210)가 감지한 차량속도정보와 요레이트정보를 이용하여 산출된 주행곡률반경 및 감지부(210)가 감지한 조향각정보를 이용하여 산출된 조향각속도 중 적어도 하나의 값은 다음의 예시의 상황에서 에러를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 2개의 굴곡으로 이루어진 단순한 도로를 주행하는 경우, 특정시각에 감지부(210)가 감지한 요레이트정보는 0[degree/s]일 수가 있는데, 이러한 요레이트정보를 이용하여 산출한 주행곡률반경은 실제 도로의 주행곡률반경과 다른 값을 가진다. 이러한 오류는 요레이트정보 뿐만 아니라, 차량속도정보 및 조향각정보에도 유사하게 적용될 수 있다. 상기 특정시각은 차량 조향각이 양에서 음으로 변화하는 시점 또는 음에서 양으로 변화하는 시점일 수 있다.
이러한 오류를 막기 위해, 산출부(220)는 감지부(210)가 감지한 차량속도정보가 미리 설정된 속도유지시간 동안 일정하고, 감지부(210)가 감지한 요레이트정보가 미리 설정된 요레이트유지시간 동안 일정하면 주행곡률반경을 산출할 수 있다. 또한, 산출부(220)는 감지부(210)가 감지한 조향각정보가 미리 설정된 조향각유지시간 동안 일정하면 조향각속도를 산출할 수 있다.
상기 속도유지시간, 상기 요레이트유지시간 및 상기 조향각유지시간은 전술한 오류를 극복할 수 있는 시간으로서, 조향각이 양에서 음으로 또는 음에서 양으로 변화하는 시간 이상으로 설정될 수 있다.
조정부(230)는 산출부(220)에서 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는, 산출부(220)에서 산출된 조향각속도가 미리 설정된 조향각 이하이면 감지부(210)의 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다.
예를 들어 감지부(210)가 일정한 감지거리를 갖는 레이더를 이용하여 전방물체를 감지하면, 조정부(230)는 레이더의 발사되는 빔의 속성, 빔의 양 및 빔의 방사 범위 중 적어도 하나를 조정하여 감지거리를 조정할 수 있다.
상기 빔의 속성, 상기 빔의 양 및 상기 빔의 범위는 각각 빔의 도달거리에 관련된 주파수 또는 파장, 방사되는 양 및 방사되는 범위를 의미할 수 있다.
따라서 산출부(220)에서 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면, 조정부(230)는 도달거리가 짧은 빔의 속성을 갖도록 조정하거나, 도달거리가 짧도록 빔의 양을 조정하거나 또는 빔의 방사 범위를 조정함으로써, 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다.
전술한 예시는 레이더에 한하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 물체를 감지할 수 있는 어떠한 센서(카메라, 라이더 등)에도 적용될 수 있다.
또한, 조정부(230)는 미리 설정된 복원시간 동안 상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 크고 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 조정된 감지거리를 기존의 감지거리로 복원할 수 있다.
이는, 도 1에 도시한 바와 같이 2개의 굴곡으로 이루어진 단순한 도로를 주행하는 경우, 특정시각에 감지부(210)가 감지한 요레이트정보는 0[degree/s]일 수가 있는데, 이러한 요레이트정보를 이용하여 산출한 주행곡률반경은 실제 도로의 주행곡률반경과 다른 값을 가진다. 이러한 오류는 요레이트정보 뿐만 아니라, 차량속도정보 및 조향각정보에도 유사하게 적용될 수 있다. 상기 특정시각은 차량 조향각이 양에서 음으로 변화하는 시점 또는 음에서 양으로 변화하는 시점일 수 있다.
이러한 오류에 의해 감지부(210)의 감지거리가 의도하지 않는 순간에 기존의 감지거리로 복원될 수 있는데, 이러한 문제점을 막기 위해 조정부(230)는 복원시간을 설정하여, 상기 복원시간 동안 상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 크고 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 조정된 감지거리를 기존의 감지거리로 복원할 수 있다.
산출부(220)가 특정시각에서 발생할 수 있는 오류를 극복하기 위해 속도유지시간, 요레이트유지시간 및 조향각유지시간을 설정하여 주행곡률반경 및 조향각속도를 산출하더라도, 조정부(230)는 상기 복원시간을 추가 설정하여 감지거리를 복원할 수 있다. 이로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치가 범할 수 있는 오류를 줄일 수 있는 효과가 있다.
추가적으로, 조정부(230)는 산출부(220)에서 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이며 산출부(220)에서 산출된 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 감지부(210)의 감지거리에 제1 비율을 곱셈 연산하여 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다. 또한, 조정부(230)는 상기 주행곡률반경이 상기 곡률반경보다 크며 상기 조향각속도가 상기 각속도 이하이면 감지거리에 제2 비율을 곱셈 연산하여 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다. 마지막으로, 조정부(230)는 상기 주행곡률반경이 상기 곡률반경 이하이며 상기 조향각속도가 상기 각속도 이하이면 감지거리에 제3 비율을 곱셈 연산하여 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다. 전술한 제1 비율, 제2 비율 및 제3 비율은 0보다 크고 1이하의 값이며, 상기 제3 비율은 제1 비율과 제2 비율의 곱셈 값 이상이며, 제1 비율 및 제2 비율보다 작은 값일 수 있다. 또한, 제1 비율, 제2 비율 및 제3 비율은 도 1에 도시된 도로환경을 포함하는 여러 도로환경에서 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각 정보에 기초하여 실험한 데이터에 기초하여 설정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제1 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는, 감지부가 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 감지할 수 있다(S300).
S300 단계에서 감지부는 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 감지할 수 있는 차량센서를 이용하여 감지할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 즉, 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보가 아닌 다른 인자의 정보를 감지하고, 상기 다른 인자의 정보에 기초하여 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 산출할 수도 있다. 또한, S300 단계에서는 설명의 편의상 감지부가 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 감지하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
S300 단계를 수행하여 감지부가 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 감지하면, 산출부가 S300 단계에서 감지된 정보를 이용하여 주행곡률반경 및 조향각속도 중 적어도 하나를 산출할 수 있다(S310).
예를 들어, S310 단계에서 산출부는 차량속도정보를 요레이트정보로 나눗셈 연산하여 주행곡률반경을 산출하거나, 조향각정보를 일 시간에 대해 미분 연산하여 조향각속도를 산출할 수 있다.
이는, 주행곡률반경이 큰 도로는 직선에 가까운 도로임을 의미할 수 있으므로 주행곡률반경이 클수록 차량속도정보는 큰 값을 가지며, 요레이트정보는 작은 값을 가지는 특성을 이용한 연산이며 각속도의 정의(시간변화당 각변화)에 기초한 연산일 수 있다.
S310 단계를 수행하여 산출부가 주행곡률반경 및 조향각속도를 산출하면, 조정부가 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는, 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하인지 판단한다(S320).
S320 단계에서, 조정부가 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는, 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하인 것으로 판단하면(YES), 조정부는 감지부가 감지하는 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다(S330).
예를 들어, S330 단계에서 조정부가 도달거리가 짧아지도록 속성을 조정하거나, 도달거리가 짧아지도록 양을 조정하거나 또는 방사 범위를 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제2 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 도 3에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작(S300 내지 S330) 중 S300 단계와 S310 단계 사이에서 산출부가 S300 단계에서 산출된 차량속도정보가 미리 설정된 속도유지시간 동안 일정하고, 요레이트정보가 미리 설정된 요레이트유지시간 동안 일정하며, 조향각정보가 미리 설정된 조향각유지시간동안 일정한지를 더 판단할 수 있다(S400).
S400 단계에서 미리 설정된 속도유지시간, 요레이트유지시간 및 조향각유지시간은 특정상황에서 감지한 차량속도정보 및 요레이트정보에 기초하여 산출한 주행곡률반경은 실제 도로의 주행곡률반경과 다른 값을 가지는 오류를 극복할 수 있는 시간일 수 있다.
예를 들어 차량이 굴곡을 갖는 도로를 주행하는 경우, 차량의 조향각이 양에서 음으로 또는 음에서 양으로 변화하는 특정상황에서 감지부가 감지한 요레이트정보는 0[degree/s]이며, 이러한 요레이트정보를 이용하여 산출한 주행곡률반경은 실제 도로의 주행곡률반경과 다른 값을 가질 수 있다. 요레이트유지시간은 이러한 상황에서 발생될 수 있는 오류를 극복할 수 있는 시간으로 설정될 수 있다.
또한, 외부 요인에 의해 차량속도정보 및 조향각정보가 의도하지 않은 값을 가지면, 이러한 차량속도정보 및 조향각정보에 기초한 주행곡률반경 및 조향각속도는 에러값일 수 있다. 상기 외부 요인은 운전자의 가속 성향, 도로 상의 예상치 못한 상황 발생 등을 포함할 수 있다. 속도유지시간 및 조향각유지시간은 이러한 상황에서 발생될 수 있는 오류를 극복할 수 있는 시간으로 설정될 수 있다.
다만, 속도유지시간, 요레이트유지시간 및 조향각유지시간은 긴 시간으로 설정될수록 전술한 오류를 완벽하게 차단할 수 있으나, 응답특성이 나빠지는 문제점이 있기 때문에 이러한 관계를 절충하여 설정될 수 있다.
이에 따라, S400 단계에서 차량속도정보가 미리 설정된 속도유지시간 동안 일정하고, 요레이트정보가 미리 설정된 요레이트유지시간 동안 일정하며, 조향각정보가 미리 설정된 조향각유지시간동안 일정한 것으로 판단되면(YES), S310 단계 내지 S330 단계를 수행할 수 있다.
이와 달리, S400 단계에서 차량속도정보, 요레이트 정보 및 조향각 정보 중 하나 이상이 각각에 해당하는 유지시간 동안 일정하지 않는 것으로 판단되면(NO), S310 단계 내지 S330 단계를 수행하지 않고 종료할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제3 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 도 3에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작(S300 내지 S330) 중 S320 단계에서 NO로 판단되는 경우, 조정부가 미리 설정된 복원시간 동안 상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 크고 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 큰지를 판단할 수 있다(S500).
S500 단계에서 미리 설정된 복원시간 동안 상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 크고 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 큰 것으로 판단되면(YES), 조정부는 조정된 감지거리를 기존의 감지거리로 복원할 수 있다(S510). S510 단계에서 조정된 감지거리는, 이전의 주기 동작에서 S330 단계를 통해 조정된 감지거리를 의미할 수 있다.
조정부가 S500 단계 내지 S510 단계를 더 수행함으로써, 차량이 주행하는 도로환경에 의해 의도하지 않는 순간에 산출된 주행곡률반경이 설정된 곡률반경보다 크고, 산출된 조향각속도가 설정된 각속도보다 크게 되어 감지거리가 기존의 감지거리로 복원되는 문제점을 예방할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제4 예를 도시한 도면이다.
조정부는 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이며 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 감지거리에 제1 비율을 적용하여 감지거리를 조정하고, 주행곡률반경이 곡률반경보다 크며 조향각속도가 각속도 이하이면 감지거리에 제2 비율을 적용하여 감지거리를 조정하며, 주행곡률반경이 곡률반경 이하이며 조향각속도가 각속도 이하이면 감지거리에 제3 비율을 적용하여 감지거리를 조정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 도 3에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작(S300 내지 S330) 중 S320 단계를 S321 단계 내지 S325 단계로 동작할 수 있고, S330 단계를 S331 단계 내지 S335 단계로 동작할 수 있다.
즉, 조정부가 동작하는 S320 단계는 먼저, 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하인지를 판단하고(S321), 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하인지를 판단할 수 있다(S323, S325).
이에 따라, S321 단계에서 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하인 것으로 판단되고(YES), S323 단계에서 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 큰 것으로 판단되면(NO), 조정부는 감지거리에 제1 비율을 적용하여 감지부의 감지거리를 조정할 수 있다(S331).
만약, S321 단계에서 주행곡률반경이 상기 곡률반경보다 큰 것으로 판단되고(NO), S325 단계에서 조향각속도가 상기 각속도 이하인 것으로 판단되면(YES), 조정부는 감지거리에 제2 비율을 적용하여 감지부의 감지거리를 조정할 수 있다(S333).
이와 달리, S321 단계에서 주행곡률반경이 상기 곡률반경 이하인 것으로 판단되고(YES), S323 단계에서 조향각속도가 상기 각속도 이하인 것으로 판단되면(YES), 조정부는 감지거리에 제3 비율을 적용하여 감지부의 감지거리를 조정할 수 있다(S335).
전술한 제1 비율, 제2 비율 및 제3 비율은 0보다 크고 1이하의 값으로 설정될 수 있으며, 또한, 제3 비율은 제1 비율과 제2 비율의 곱셈 값 이상이며, 제1 비율 및 제2 비율보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 이러한 설정에 의해, 조정부에 의해 조정되는 감지거리는 기존의 감지거리보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 전술한 도 3 내지 도 6을 이용하여 설명한 바와 같이, 각각 차별되는 기능을 각각 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 도 3 내지 도 6에서 차별되는 둘 이상의 기능을 사용하여 동작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 동작을 설명하기 위한 제5 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 전술한 도 3 내지 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 설치된 차량(710)의 주행상황에 따라 기존의 감지거리(720)를 새로운 감지거리(725)로 변경하거나, 새로운 감지거리(725)를 기존의 감지거리(720)로 변경할 수 있다.
자세히 설명하면, T1의 시각에서 차량(710)에 설치된 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 산출부는 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 큰 값을 산출하여 조정부는 기존의 감지거리(720)를 유지하고, T2의 시각에서 차량(710)에 설치된 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 산출부는 주행곡률반경이 상기 곡률반경 이하의 값을 산출하여 조정부는 기존의 감지거리(720)를 새로운 감지거리(725)로 조정하고(S1), T3의 시각에서 차량(710)에 설치된 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치의 산출부는 복원시간 동안 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 큰 값을 산출하여 조정부는 새로운 감지거리(725)를 기존의 감지거리(720)로 복원시킬 수 있다.
도 7에서 전술한 바와 같이 동작하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치는 T2의 시각에서 기존의 감지거리(720)를 새로운 감지거리(725)로 조정하여(S1) 주차차량(125)를 인지하지 않게 함으로써, 차량(710)에 장착된 조향제어장치 및 브레이크제어장치가 동작하는 것을 예방할 수 있다. 상기 조향제어장치 및 상기 브레이크제어장치는, 감지장치가 물체를 감지하면 충돌위험이 존재하는 것으로 인지하여 충돌위험을 회피하도록 조향장치 및 브레이크를 동작시키는 운전지원시스템(DAS)에 포함되는 장치일 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 7을 이용하여 설명한 차량용 감지장치가 수행하는 동작인 차량용 감지방법에 대해서 간략하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지방법은 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지단계(S800)와 감지된 차량속도정보와 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 감지된 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출단계(S810) 및 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 산출된 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면 감지거리가 감소하도록 조정하는 조정단계(S820)를 포함할 수 있다.
감지단계(S800)는 차속센서, 휠속도센서 등을 포함한 차량속도를 감지할 수 있는 차량센서를 이용하여 차량속도정보를 감지할 수 있다.
상기 차속센서는 스피도미터(속도계) 내의 회전자석 부근에 장착되거나 리드 스위치에 의해 차속에 비례한 회수의 ON, OFF 신호를 만들어 차속을 감지할 수 있는 리드 스위치식 차속센서, 스피도미터 내의 발광 다이오드와 포토트랜지스터를 대향시켜서 조합하는 포토커플러와 스피도미터 케이블로 구동되는 차광판(날개차)에 의해 차속을 감지할 수 있는 광전식 차속센서 및 트랜스미션에 스피도미터나 미터 드블링 기어의 회전은 회전축을 통하여 마그넷으로 전달되고, 마그넷의 회전에 의한 자계의 변화를 감지하여 차속을 감지하는 전자식 차속센서 등을 포함할 수 있다.
상기 휠속도센서는 톤 휠(tone wheel)과 센서에서의 자력선 변화를 감지하여 휠속을 감지할 수 있다.
또한, 감지단계(S800)는 차체에 가해지는 가속도를 검출하는 요레이트 센서를 이용하여 요레이트정보를 감지할 수 있다. 요레이트 센서는 차동 트랜스 내의 롤러의 움직임에 기초하여 차체에 가해지는 가속도를 감지할 수 있다.
또한, 감지단계(S800)는 토크센서를 이용하여 토크를 검출하여 조향각정보를 감지하거나 또는 조향각센서를 이용하여 상기 조향각정보를 감지할 수 있다.
상기 토크센서는 동력전달축을 제동장치와 결합하여 그 일을 열 또는 전기 에너지의 형태로 방산시켜 그 때의 제동량으로부터 구하는 방식과, 동력전달축의 비틀림 각이나 변형 등으로부터 측정하는 방식으로 분류할 수 있다.
전술한 바와 같이, 감지단계(S800)는 해당하는 인자(Factor)를 감지하는 센서를 이용하여 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 감지할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 감지단계(S800)는 해당하는 인자가 아닌 다른 인자를 감지하는 센서를 이용하고, 감지된 다른 인자에 기초하여 해당하는 인자를 산출하여 감지할 수도 있다. 상기 해당하는 인자는 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보를 의미하며, 상기 다른 인자는 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보가 아닌 다른 정보를 의미할 수 있다.
산출단계(S810)는 감지단계(S800)에서 감지된 차량속도정보와 요레이트정보를 이용하여 주행곡률반경을 산출할 수 있다.
일 예로, 주행곡률반경은 차량속도정보를 요레이트정보로 나눗셈 연산한 값이 될 수 있다.
이는, 주행곡률반경이 큰 도로는 직선에 가까운 도로임을 의미할 수 있기 때문에, 주행곡률반경이 클수록 차량속도정보는 큰 값을 가지며, 요레이트정보는 작은 값을 가질 수 있는 특성에 기초한 것이다. 다만, 산출단계(S810)는 주행곡률반경, 차량속도 및 요레이트와 관련된 실험을 수행하여 상수를 산출하고, 산출된 상수와 차량속도정보의 곱셈 연산한 값을 요레이트정보로 나눗셈 연삼함으로써 보다 정밀한 주행곡률반경을 산출할 수 있다.
또한, 산출단계(S810)는 감지단계(S800)에서 감지된 조향각정보를 이용하여 조향각속도를 산출할 수 있다.
일 예로, 조향각속도는 조향각정보를 일 시간에 대해 미분 연산한 값이 될 수 있다.
이는, 각속도의 정의(시간변화당 각변화)에 기초하여 연산한 값일 수 있다.
다만 전술한 바와 같이, 산출단계(S810)가 감지단계(S800)가 감지한 차량속도정보와 요레이트정보를 이용하여 산출된 주행곡률반경 및 감지단계(S800)가 감지한 조향각정보를 이용하여 산출된 조향각속도 중 적어도 하나의 값은 다음의 예시의 상황에서 에러를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 2개의 굴곡으로 이루어진 단순한 도로를 주행하는 경우, 특정시각에 감지단계(S800)가 감지한 요레이트정보는 0[degree/s]일 수가 있는데, 이러한 요레이트정보를 이용하여 산출한 주행곡률반경은 실제 도로의 주행곡률반경과 다른 값을 가진다. 이러한 오류는 요레이트정보 뿐만 아니라, 차량속도정보 및 조향각정보에도 유사하게 적용될 수 있다. 상기 특정시각은 차량 조향각이 양에서 음으로 변화하는 시점 또는 음에서 양으로 변화하는 시점일 수 있다.
이러한 오류를 막기 위해, 산출단계(S810)는 감지단계(S800)가 감지한 차량속도정보가 미리 설정된 속도유지시간 동안 일정하고, 감지단계(S800)가 감지한 요레이트정보가 미리 설정된 요레이트유지시간 동안 일정하면 주행곡률반경을 산출할 수 있다. 또한, 산출단계(S810)는 감지단계(S800)가 감지한 조향각정보가 미리 설정된 조향각유지시간 동안 일정하면 조향각속도를 산출할 수 있다.
상기 속도유지시간, 상기 요레이트유지시간 및 상기 조향각유지시간은 전술한 오류를 극복할 수 있는 시간으로서, 조향각이 양에서 음으로 또는 음에서 양으로 변화하는 시간 이상으로 설정될 수 있다.
조정단계(S820)는 산출단계(S810)에서 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는, 산출단계(S810)에서 산출된 조향각속도가 미리 설정된 조향각 이하이면 감지단계(S800)의 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다.
예를 들어 감지단계(S800)가 일정한 감지거리를 갖는 레이더를 이용하여 전방물체를 감지하면, 조정단계(S820)는 레이더의 발사되는 빔의 속성, 빔의 양 및 빔의 방사 범위 중 적어도 하나를 조정하여 감지거리를 조정할 수 있다.
상기 빔의 속성, 상기 빔의 양 및 상기 빔의 범위는 각각 빔의 도달거리에 관련된 주파수 또는 파장, 방사되는 양 및 방사되는 범위를 의미할 수 있다.
따라서 산출단계(S810)에서 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이거나 또는 조향각속도가 미리 설정된 각속도 이하이면, 조정단계(S820)는 도달거리가 짧은 빔의 속성을 갖도록 조정하거나, 도달거리가 짧도록 빔의 양을 조정하거나 또는 빔의 방사 범위를 조정함으로써, 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다.
전술한 예시는 레이더에 한하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 물체를 감지할 수 있는 어떠한 센서(카메라, 라이더 등)에도 적용될 수 있다.
또한, 조정단계(S820)는 미리 설정된 복원시간 동안 상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 크고 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 조정된 감지거리를 기존의 감지거리로 복원할 수 있다.
이는, 도 1에 도시한 바와 같이 2개의 굴곡으로 이루어진 단순한 도로를 주행하는 경우, 특정시각에 감지단계(S800)가 감지한 요레이트정보는 0[degree/s]일 수가 있는데, 이러한 요레이트정보를 이용하여 산출한 주행곡률반경은 실제 도로의 주행곡률반경과 다른 값을 가진다. 이러한 오류는 요레이트정보 뿐만 아니라, 차량속도정보 및 조향각정보에도 유사하게 적용될 수 있다. 상기 특정시각은 차량 조향각이 양에서 음으로 변화하는 시점 또는 음에서 양으로 변화하는 시점일 수 있다.
이러한 오류에 의해 감지단계(S800)의 감지거리가 의도하지 않는 순간에 기존의 감지거리로 복원될 수 있는데, 이러한 문제점을 막기 위해 조정단계(S820)는 복원시간을 설정하여, 상기 복원시간 동안 상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경보다 크고 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 조정된 감지거리를 기존의 감지거리로 복원할 수 있다.
산출단계(S810)가 특정시각에서 발생할 수 있는 오류를 극복하기 위해 속도유지시간, 요레이트유지시간 및 조향각유지시간을 설정하여 주행곡률반경 및 조향각속도를 산출하더라도, 조정단계(S820)는 상기 복원시간을 추가 설정하여 감지거리를 복원할 수 있다. 이로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 감지장치가 범할 수 있는 오류를 줄일 수 있는 효과가 있다.
추가적으로, 조정단계(S820)는 산출단계(S810)에서 산출된 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이며 산출단계(S810)에서 산출된 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 감지단계(S800)의 감지거리에 제1 비율을 곱셈 연산하여 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다. 또한, 조정단계(S800)는 상기 주행곡률반경이 상기 곡률반경보다 크며 상기 조향각속도가 상기 각속도 이하이면 감지거리에 제2 비율을 곱셈 연산하여 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다. 마지막으로, 조정단계(S820)는 상기 주행곡률반경이 상기 곡률반경 이하이며 상기 조향각속도가 상기 각속도 이하이면 감지거리에 제3 비율을 곱셈 연산하여 감지거리가 감소하도록 조정할 수 있다. 전술한 제1 비율, 제2 비율 및 제3 비율은 0보다 크고 1이하의 값이며, 상기 제3 비율은 제1 비율과 제2 비율의 곱셈 값 이상이며, 제1 비율 및 제2 비율보다 작은 값일 수 있다. 또한, 제1 비율, 제2 비율 및 제3 비율은 도 1에 도시된 도로환경을 포함하는 여러 도로환경에서 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각 정보에 기초하여 실험한 데이터에 기초하여 설정될 수 있다.
이 외에도 본 발명의 차량용 감지방법은 도 1 내지 도 7에 기초하여 설명한 본 발명의 차량용 감지장치가 수행하는 각 동작을 모두 수행할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지부;
    상기 차량속도정보와 상기 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 상기 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출부; 및
    상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이면 상기 감지거리가 감소하도록 조정하는 조정부를 포함하고,
    상기 조정부는,
    상기 주행곡률반경이 상기 미리 설정된 곡률반경 이하이며 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 상기 감지거리에 제1 비율을 적용하여 상기 감지거리를 조정하고, 상기 주행곡률반경이 상기 미리 설정된 곡률반경 이하이며 상기 조향각속도가 상기 미리 설정된 각속도 이하이면 상기 감지거리에 제3 비율을 적용하여 상기 감지거리를 조정하고,
    상기 제3 비율은,
    상기 제1 비율보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 차량용 감지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주행곡률반경은, 상기 차량속도정보를 상기 요레이트정보로 나눗셈 연산하여 산출되며, 상기 조향각속도는 상기 조향각정보를 일 시간에 대해 미분 연산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 차량용 감지장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 차량속도정보가 미리 설정된 속도유지시간 동안 일정하고, 상기 요레이트정보가 미리 설정된 요레이트유지시간 동안 일정하면 상기 주행곡률반경을 산출하고, 상기 조향각정보가 미리 설정된 조향각유지시간 동안 일정하면 상기 조향각속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 감지장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 차량속도정보, 요레이트정보 및 조향각정보 중 적어도 하나와 미리 설정된 감지거리 내에 존재하는 전방물체를 감지하는 감지단계;
    상기 차량속도정보와 상기 요레이트정보를 이용한 주행곡률반경 및 상기 조향각정보를 이용한 조향각속도 중 적어도 하나를 산출하는 산출단계; 및
    상기 주행곡률반경이 미리 설정된 곡률반경 이하이면 상기 감지거리를 조정하는 조정단계를 포함하고,
    상기 조정단계는,
    상기 주행곡률반경이 상기 미리 설정된 곡률반경 이하이며 상기 조향각속도가 미리 설정된 각속도보다 크면 상기 감지거리에 제1 비율을 적용하여 상기 감지거리를 조정하고, 상기 주행곡률반경이 상기 미리 설정된 곡률반경 이하이며 상기 조향각속도가 상기 미리 설정된 각속도 이하이면 상기 감지거리에 제3 비율을 적용하여 상기 감지거리를 조정하고,
    상기 제3 비율은,
    상기 제1 비율보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 차량용 감지방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 산출단계는,
    상기 차량속도정보가 미리 설정된 속도유지시간 동안 일정하고, 상기 요레이트정보가 미리 설정된 요레이트유지시간 동안 일정하면 상기 주행곡률반경을 산출하고, 상기 조향각정보가 미리 설정된 조향각유지시간 동안 일정하면 상기 조향각속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 감지방법.
  9. 삭제
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