KR102490073B1 - 트레일러 정보를 자율주행 이용한 시스템 - Google Patents

트레일러 정보를 자율주행 이용한 시스템 Download PDF

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이휘원
노홍승
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엘케이시스(주)
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Abstract

자율주행 트럭을 위한 트레일러 정보 제공 장치를 개시한다.
본 실시예는 자율주행 트럭이 트레일러와 연결된 경우, 자율주행 트럭이 자율주행하면서 연결된 트레일러의 자세 및 이동 궤적을 정확하게 인식해서 자율주행 시스템에 반영해서 트레일러에 적재된 화물을 도착지까지 안전하게 이동시킬 수 있도록 하는 자율주행 트럭을 위한 트레일러 정보 제공 장치를 제공한다.

Description

트레일러 정보를 자율주행 이용한 시스템{System for Providing Self-Driving by using Trailer Information}
본 발명의 일 실시예는 트레일러 정보를 이용한 자율주행 시스템에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
자율주행 시스템은 미리 지정된 목적지까지 운전자의 의도 없이도 주변 상황 및 차량 상태를 인식하여 자동 운전이 가능한 시스템이다. 자율주행 시스템은 인지, 판단 및 경로 생성, 차량 제어 단계로 구성된다. 경로 생성 단계는 장애물의 변화를 감지하여 회피 경로를 실시간으로 생성하고 차량의 기구학적인 거동 특성이 반영된 경로를 생성한다.
특히, 경로 생성 단계에서는 실시간으로 변하는 도심 지역, 혼잡 구간 및 고속도로에서 자율주행차량이 차로 변경을 시도하는 경우 다양한 위험 상황이 발생할 수 있기 때문에, 주변 동적 장애물과의 충돌을 고려하여 안정적인 주행경로를 생성해야 한다. 따라서, 자율주행차량의 안정적인 차로 변경을 가능하게 하는 주행경로를 생성하도록 하기 위한 연구들이 계속되고 있다.
일반적으로, 자율주행차량은 주행 중인 차로의 양측 차선을 인식하고 인식된 양측 차선의 중심으로 주행한다. 자율주행차량은 주변차량 혹은 장애물을 고려하여 차로 내에서 후보 경로(Candidate Path)를 생성하고 장애물과의 충돌을 회피하고 안전을 확보하기 위해 차선(주행 차로의 경계선)을 벗어나지 않는 범위 내에서 지역 경로(Local Path)를 선정하여 차로 중심으로부터 편향된 주행을 한다.
일반적으로 자율주행 차량은 차량 자체만 주행하기 때문에, 차량과 연결된 장치가 존재하는 경우, 장치의 움직임 궤적을 정확하게 인지하여 주행하지 못하는 문제가 있다.
본 실시예는 자율주행 트럭이 트레일러와 연결된 경우, 자율주행 트럭이 자율주행하면서 연결된 트레일러의 자세 및 이동 궤적을 정확하게 인식해서 자율주행 시스템에 반영해서 트레일러에 적재된 화물을 도착지까지 안전하게 이동시킬 수 있도록 하는 트레일러 정보를 이용한 자율주행 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 수집된 정보를 기반으로 자율주행을 수행하는 자율주행 트럭; 조인트(Joint)를 이용하여 상기 자율주행 트럭과 연결되는 트레일러(Trailer); 상기 트레일러 및 상기 트레일러에 적재된 컨테이너에 대한 복수의 정보를 센싱하여 취합한 취합 정보를 상기 자율주행 트럭으로 전송하여 자율주행에 반영하도록 하는 정보 제공 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 자율주행 트럭이 트레일러와 연결된 경우, 자율주행 트럭이 자율주행하면서 연결된 트레일러의 자세 및 이동 궤적을 정확하게 인식해서 자율주행 시스템에 반영해서 트레일러에 적재된 화물을 도착지까지 안전하게 이동시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 자율 주행 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 트레일러에 대한 형상 정보와 센서값을 결합하여 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 자율주행 트럭과 트레일러 간의 자세 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a,b,c,d,e,f는 본 실시예에 따른 4개의 거리 측정 센서를 이용하여 조인트로 연결된 두 개 이상의 물체 간의 자세 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 자세측정 센서의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 트레일러에 적재된 컨테이너의 결박장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 트레일러에 적재된 컨테이너의 결박장치의 결박 여부를 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 자율주행 시스템을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 자율주행 시스템은 자율주행 트럭(110), 트레일러(150), 정보 제공 장치(120)를 포함한다.
자율주행 트럭(110)은 수집된 정보를 기반으로 자율주행을 수행한다. 트레일러(Trailer)(150)는 조인트(Joint)(310)를 이용하여 자율주행 트럭과 연결된다.
정보 제공 장치(120)는 트레일러(150) 및 트레일러(150)에 적재된 컨테이너에 대한 복수의 정보를 센싱하여 취합한 취합 정보를 자율주행 트럭(110)으로 전송하여 자율주행에 반영하도록 한다.
정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)이 견인하는 트레일러(Trailer)의 상태 및 적재 화물관련 정보를 수집하여 자율주행 트럭(110)으로 전달한다. 정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)이 자율 주행하는데 필요한 견인물체의 무게 및 자세 정보 등을 수집하여 자율주행 트럭(110)으로 전송하여 자율주행을 지원한다. 정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)이 견인하고 있는 주요 물리적 정보를 이용하여 안전 주행(특히 경사/회전로)을 수행되도록 한다. 정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)이 견인하고 있는 주요 물리적 정보를 이용하여 자율주행트럭의 화물칸 분리 및 독립성 확장을 수행한다.
본 실시예에 따른 정보 제공 장치(120)는 유무선 통신부(122), 정보 취합부(124), 타이어 공기압 센서(132), 적재화물 무게센서(134), 자세측정 센서(136), GPS 모듈(138), 결박장치 잠김센서(142), 휠 회전수 감지 센서(144), 배터리(146), 소형 발전기(148)를 포함한다.
정보 제공 장치(120)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
정보 제공 장치(120)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
도 1에 도시된 정보 제공 장치(120)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
유무선 통신부(122)는 취합 정보를 자율주행 트럭(110)으로 전송한다.
정보 취합부(124)는 타이어 공기압 정보, 적재화물 무게정보, 자세정보, GPS 위치 정보, 결박 정보, 휠 회전수 정보를 취합하여 취합 정보를 생성한다. 정보 취합부(124)는 트레일러에 대한 형상 정보, 스펙 정보를 입력받는다. 정보 취합부(124)는 형상 정보, 스펙 정보에 타이어 공기압 정보, 적재화물 무게정보, 자세정보, GPS 위치 정보, 결박 정보, 휠 회전수 정보를 결합하여 취합 정보를 생성한다.
타이어 공기압 센서(132)는 트레일러(150)에 부착된 타이어의 공기압을 센싱하여 타이어 공기압 정보를 생성한다. 적재화물 무게센서(134)는 트레일러(150)에 적재된 화물의 무게를 센싱하여 적재화물 무게정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 자율주행 트럭(110)을 기준으로 트레일러(150)의 자세를 측정한 자세정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414), 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 하나의 묶음 형태로 포함한다. 자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)를 가로 방향으로 배치하고, 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 세로 방향으로 배치한다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값과 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값과 동일한 거리로 판단되면 자율주행 트럭(110)의 자세를 정면 주행으로 측정한 자세 정보를 생성한다. 여기서, 반사판(112)은 기 설정된 곡률을 갖는 곡면으로 구현된다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값이 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값보다 긴 거리로 판단되면 자율주행 트럭(110)의 자세를 좌회전으로 측정한 자세 정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출하다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값이 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값보다 짧은 거리로 판단되면 자율주행 트럭(110)의 자세를 우회전으로 측정한 자세 정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값이 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값과 동일한 거리로 판단되면 자율주행 트럭(110)의 자세를 정면 주행으로 측정한 자세 정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값이 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값보다 긴 거리로 판단되면 자율주행 트럭(110)의 자세를 오르막 주행 상태로 측정한 자세 정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값이 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값보다 짧은 거리로 판단되면 자율주행 트럭(110)의 자세를 내리막 주행 상태로 측정한 자세 정보를 생성한다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414), 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 기반으로 자율주행 트럭(110)을 기준으로 트레일러(150)의 요(Yaw), 피치(Pitch), 롤(Roll)을 측정한다.
자세측정 센서(136)는 자율주행 트럭(110)을 기준으로 X 좌표값, Y 좌표값을 0으로 설정한다. 자세측정 센서(136)는 트레일러(150)의 X 좌표값을 우측 거리 측정 센서(412)로부터 획득한 센싱값, 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 획득한 센싱값의 차이값으로 인식한다. 자세측정 센서(136)는 트레일러(150)의 Y 좌표값을 상측 거리 측정 센서(422)로부터 획득한 센싱값, 하측 거리 측정 센서(424)로부터 획득한 센싱값의 차이값으로 인식한다.
GPS 모듈(138)은 트레일러(150)의 위치를 측정한 GPS 위치 정보를 생성한다.
결박장치 잠김센서(142)는 트레일러(150)에 적재된 컨테이너의 결박 여부를 센싱한 결박정보를 생성한다. 결박장치 잠김센서(142)는 트레일러(150)에 적재된 컨테이너를 기 설정된 곳에 결박시키는 결박장치에 구비된 레버(612)에 근처에 설치된다. 결박장치 잠김센서(142)는 결박장치(610)별로 구비된 레버(612)가 잠김쪽에 위치하면 On 신호를 생성하고, 풀림쪽에 위치하면 Off 신호를 생성한다.
휠 회전수 감지 센서(144)는 트레일러(150)에 부착된 휠의 회전을 센싱한 휠 회전수 정보를 생성한다. 배터리(146)는 소형 발전기(148)로부터 전력을 공급받아 저장하며, 전력을 정보 취합부(124)로 공급한다. 소형 발전기(148)는 트레일러(150)에 부착된 휠의 회전축을 이용하여 전력을 발전시킨다.
도 2는 본 실시예에 따른 트레일러에 대한 형상 정보와 센서값을 결합하여 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
정보 취합부(124)는 트레일러(150)에 대한 형상 정보를 입력받아서 저장한다.
정보 취합부(124)는 타이어 공기압 센서(132)로부터 센싱한 타이어 공기압, 적재화물 무게센서(134)로부터 센싱한 적재화물 무게, 자세측정 센서(136)로부터 센싱한 자세정보, GPS 모듈(138)로부터 센싱한 GPS 위치 정보, 결박장치 잠김센서(142)로부터 센싱한 결박정보, 휠 회전수 감지 센서(144)로부터 센싱한 휠 회전수 정보를 트레일러(150)에 대한 형상 정보와 결합하여 실시간으로 관리한다.
정보 취합부(124)는 형상 정보와 복수의 센싱 정보를 결합하여 취합 정보를 생성한다. 유무선 통신부(122)는 정보 취합부(124)로부터 수신한 취합 정보를 자율주행 트럭(110)으로 전송한다.
자율주행 트럭(110)이 부착된 트레일러(150)에 적재된 중량물을 싣고 가려면 중량물의 상태를 알아야 안전하게 자율주행을 수행할 수 있다. 정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭의 바퀴에서 소형 발전기(148)를 거치하여, 바퀴가 회전할 때 전기를 생성하여 배터리(146)로 공급한다.
정보 제공 장치(120)는 자세측정 센서(136)를 이용하여 자율주행 트럭(110)에 부착된 반사판과의 거리를 상하좌우 거리를 측정하여 트레일러(150)에 적재된 컨테이너의 자세를 파악할 수 있다.
정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)가 결박장치(610)로 체결한 상태인 경우, 트레일러(150)가 제대로 연결되어 있는 지의 정보를 센싱하여 자율주행 트럭(110)으로 전송한다. 정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)의 자세 정보를 센싱한다. 정보 제공 장치(120)는 결박 정보를 센싱한다.
정보 제공 장치(120)는 자세 제어와 결박 정보를 이용하여 자율주행 트럭(110)에 체결된 트레일러(150)를 자동 제어한다. 정보 제공 장치(120)는 무게 중심 산출하고, 무게 중심을 자율주행 트럭(110)으로 전송한다.
정보 제공 장치(120)는 적재화물 무게센서(134)를 이용하여 위치값, 무게 중심 값을 기반으로 각각의 형상 정보 상에 어느 지점에 무게 정보가 배분되었는지를 확인한다. 정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)의 바퀴 위치를 기반으로 회전 중심점을 산출한다.
정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)에서 견인할 때, 바퀴 위치, 바퀴 개수를 기반으로 회전 중심점을 산출한다. 정보 제공 장치(120)는 트레일러(150)에 대한 형상 정보를 입력받는다. 정보 제공 장치(120)는 회전 중심점을 기반으로 트레일러(150)를 부착한 자율주행 트럭(110)이 회전시 반경을 산출한다.
도 3은 본 실시예에 따른 자율주행 트럭과 트레일러 간의 자세 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
자율주행 트럭(110)은 트레일러(150)와 조인트(310)를 이용하여 결합된다.
자율주행 트럭(110)은 정보 제공 장치(120)로부터 트레일러(150)에 대한 자체의 형상정보 및 스펙 정보를 획득한다. 자율주행 트럭(110)은 구비된 자율주행장치를 이용하여 트레일러(150)에 대한 자체의 형상정보 및 스펙 정보를 자율 주행에 반영한다.
자율주행 트럭(110)은 정보 제공 장치(120)로부터 트레일러(150)에 대한 자세 정보를 획득한다. 자율주행 트럭(110)은 구비된 자율주행장치를 이용하여 트레일러(150)에 대한 자세 정보를 자율 주행에 반영한다.
자율주행 트럭(110)은 정보 제공 장치(120)로부터 트레일러(150)에 적재된 컨테이너에 대한 결박정보를 획득한다. 자율주행 트럭(110)은 구비된 자율주행장치를 이용하여 트레일러(150)에 적재된 컨테이너에 대한 결박정보를 자율 주행에 반영한다.
자율주행 트럭(110)은 정보 제공 장치(120)로부터 트레일러(150)에 선적된 화물의 부분/전체의 무게정보, 타이어 공기압 정보, GPS 위치 정보, 휠 회전수 정보를 획득한다. 자율주행 트럭(110)은 구비된 자율주행장치를 이용하여 화물의 부분/전체의 무게정보, 타이어 공기압 정보, GPS 위치 정보, 휠 회전수 정보를 자율 주행에 반영한다.
자율주행 트럭(110)은 조인트(310)를 이용하여 트레일러(150)와 결합된 상태로 주행을 하면, 도로에 따라 언덕, 내리막, 좌회전 또는 우회전을 수행하게 된다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 자율주행 트럭(110)이 평지를 주행하는 경우, 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)는 평행한 상태로 주행하게 된다. 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 자율주행 트럭(110)이 경사진 도로를 올라가는 주행하는 경우, 자율주행 트럭(110) 보다 트레일러(150)가 낮은 상태로 주행하게 된다. 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 자율주행 트럭(110)이 경사진 도로를 내려가는 주행하는 경우, 자율주행 트럭(110) 보다 트레일러(150)가 높은 상태로 주행하게 된다.
도 4a,b,c,d,e,f는 본 실시예에 따른 4개의 거리 측정 센서를 이용하여 조인트로 연결된 두 개 이상의 물체 간의 자세 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414), 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 포함한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)가 평지를 주행할 때, 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값과 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값의 차이값을 기반으로 자율주행 트럭(110)의 자세가 정면 주행 상태를 감지한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)이 좌회전할 때, 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값과 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값의 차이값을 기반으로 자율주행 트럭(110)의 자세가 좌회전 상태를 감지한다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)이 우회전할 때, 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값과 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값의 차이값을 기반으로 자율주행 트럭(110)의 자세가 우회전 상태를 감지한다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)이 평지를 주행할 때, 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값과 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값의 차이값을 기반으로 자율주행 트럭(110)의 자세가 정면 주행 상태를 감지한다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)이 오르막 도로를 주행할 때, 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값과 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값의 차이값을 기반으로 자율주행 트럭(110)의 자세가 오르막 주행 상태를 감지한다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)이 내리막 도로를 주행할 때, 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값과 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값의 차이값을 기반으로 자율주행 트럭(110)의 자세가 내리막 주행 상태를 감지한다.
도 5는 본 실시예에 따른 자세측정 센서의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414), 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 하나의 묶음 형태로 포함한다. 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414)는 가로 방향으로 배치되고, 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)는 세로 방향으로 배치된다.
자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414), 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 이용하여 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출한다. 자세측정 센서(136)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신한다.
자세측정 센서(136)는 반사 신호를 기반으로 조인트(310)로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)의 요(Yaw), 피치(Pitch), 롤(Roll)을 측정한다.
자율주행 트럭(110)은 기준이 되므로 X 좌표값이 0으로 설정되고, Y 좌표값이 0으로 설정된다. 자율주행 트럭(110)과 조인트(310)를 이용하여 연결된 트레일러(150)의 X 좌표값은 우측 거리 측정 센서(412)로부터 획득한 센싱값, 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 획득한 센싱값의 차이값으로 인식된다. 자율주행 트럭(110)과 조인트(310)를 이용하여 연결된 트레일러(150)의 Y 좌표값은 상측 거리 측정 센서(422)로부터 획득한 센싱값, 하측 거리 측정 센서(424)로부터 획득한 센싱값의 차이값으로 인식된다.
정보 제공 장치(120)는 자율주행 트럭(110)을 기준으로 조인트(310)를 이용하여 연결된 트레일러(150)에 대한 공간상에서의 자세를 실시간으로 파악할 수 있다.
정보 제공 장치(120)는 자세측정 센서(136)를 이용하여 상황도로 연결된 자율주행 트럭(110)과 트레일러 두 물체의 자세를 측정한다. 정보 제공 장치(120)는 자세측정 센서(136)를 이용하여 트레일러(150) 앞에 트럭을 기준으로 자세를 측정한다.
정보 제공 장치(120)는 자세측정 센서(136)를 이용하여 자율주행 트럭(110)이 항상 원점으로 설정한다. 자세측정 센서(136)는 위아래 좌우로 2개씩 총 4개를 설치한다. 자세측정 센서(136)는 다이아몬드 형태로 센서를 배치한다.
자세측정 센서(136)는 X 좌표상에 우측 거리 측정 센서(412)로부터 측정한 우측 X 좌표값과 좌측 거리 측정 센서(414)로부터 측정한 좌측 X 좌표값의 차이값을 기반으로 트레일러(150)의 좌우 이동을 감지한다. 자세측정 센서(136)는 Y 좌표상에 상측 거리 측정 센서(422)로부터 측정한 상측 Y 좌표값과 하측 거리 측정 센서(424)로부터 측정한 하측 Y 좌표값의 차이값을 기반으로 트레일러(150)의 상하 이동을 감지한다. 자세측정 센서(136)는 우측 거리 측정 센서(412), 좌측 거리 측정 센서(414), 상측 거리 측정 센서(422), 하측 거리 측정 센서(424)를 하나의 센서 묶음으로 구현될 수 있다.
자세측정 센서(136)는 자율주행 트럭(110)의 후방에 부착된 반사판(112)으로 거리 측정 신호를 송출하고, 반사판(112)으로부터 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신한다. 자율주행 트럭(110)이 회전할 때 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)가 거의 90 ˚에 가까울 정도로 꺾일 수 있다. 이때, 반사판(112)이 직사각형이 아닌 기 설정된 곡률을 갖는 곡면으로 구현되어 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150)가 거의 90 ˚로 꺾이더라도 자세측정 센서(136)를 이용하여 반사 신호를 수신할 수 있다.
다시 말해, 반사판(112)은 기 설정된 곡률을 갖는 곡면으로 구현되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 직사각형 형태 구현 가능하다.
반사판(112)은 자율주행 트럭(110)의 뒷부분에 부착될 때, 곡률로 인해 외부로 노출되더라도 큰 사이즈로 구현될 필요없이 상대적으로 작은 사이즈로 구현되어 부착된다.
자세측정 센서(136)와 반사판(112) 간의 간격은 캘리브레이션(Calibration)을 수행한 적정값으로 설정 가능하다. 정보 제공 장치(120)는 반사판(112), 자세측정 센서(136)를 이용하여, 자율주행 트럭(110)과 트레일러(150) 간의 상하 좌우의 각도를 측정한다.
도 6은 본 실시예에 따른 트레일러에 적재된 컨테이너의 결박장치를 설명하기 위한 도면이다.
자율주행 트럭(110)에 조인트(310)를 이용하여 연결된 트레일러(150)에 컨테이너가 적재되면 결박장치(610)를 이용하여 컨테이너의 모서리를 포함하여 통산 4곳에서 8곳을 결박하게된다. 결박장치(610)는 구비된 레버(612)를 이동시켜서 트레일러(150)에 적재된 컨테이너를 결박되도록 한다.
도 7은 본 실시예에 따른 트레일러에 적재된 컨테이너의 결박장치의 결박 여부를 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
결박장치(610)에 구비된 레버(612)에 근처에 결박장치 잠김센서(142)가 설치되는 것이 바람직하다. 정보 제공 장치(120)는 결박장치 잠김센서(142)를 이용하여 복수의 결박장치(610)별로 결박정보를 획득하여 해당 결박장치(610)가 잠김 또는 풀림 상태인지를 인지한다. 결박장치 잠김센서(142)는 결박장치 잠김센서(142)를 이용하여 레버(612)가 잠김쪽이면 On, 풀림쪽이면 Off로 신호를 생성한다.
결박장치 잠김센서(142)는 바람직하게는 결박장치(610)의 내부에 설치될 수 있다. 결박장치 잠김센서(142)는 레버(612)의 잠김부분에 설치되어, 레버(612)가 근접하면 On 정보 생성한다. 정보 제공 장치(120)는 결박장치 잠김센서(142)를 이용하여 컨테이너마다 기 설정된 개수만큼의 결박정보를 획득하고, 결박정보를 확인한 결과, 기 설정된 개수의 결박장치(610) 모두가 잠김이 On인 경우에만 안전하다는 정보를 자율주행 트럭(110)으로 전달한다.
결박장치(610)는 내부의 설치된 결박장치 잠김센서(142)를 이용하여 풀림과 잠김을 센싱한다. 결박장치(610)는 레버(612)를 이동시킨 레버의 위치를 인식한다. 결박장치(610)는 결박장치 잠김센서(142)와 레버(612) 간의 거리를 측정해서 기 설정된 영역(5mm 10mm 15mm) 내에 레버(612)가 위치하는지의 여부를 인식한다.
레버(612) 밑단에 홀을 형성하여 결박장치 잠김센서(142)를 삽입할 수 있다. 트레일러(150) 상에 컨테이너 적재되면, 트레일러(150)상에 구현된 적재화물 무게센서(134)가 적재화물을 인식한다. 트레일러(150) 상에 컨테이너가 적재된 후 결박장치(610)의 레버(612)가 잠김으로 이동하지 않은 경우, 자율주행 트럭(110)이 출발하지 않도록 센싱값을 정보 제공 장치(120)로 전송한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 자율주행 트럭
120: 정보 제공 장치
150: 트레일러
310: 조인트

Claims (15)

  1. 움직이는 수집된 정보를 기반으로 자율주행을 수행하는 자율주행 트럭;
    조인트(Joint)를 이용하여 상기 자율주행 트럭과 연결되는 트레일러(Trailer);
    상기 트레일러 및 상기 트레일러에 적재된 컨테이너에 대한 복수의 정보를 센싱하여 취합한 취합 정보를 상기 자율주행 트럭으로 전송하여 자율주행에 반영하도록 하는 정보 제공 장치;를 포함하고,
    상기 정보 제공 장치는 타이어 공기압 정보, 적재화물 무게정보, 자세 정보, GPS 위치 정보, 결박 정보, 휠 회전수 정보를 취합하여 상기 취합 정보를 생성하는 정보 취합부를 포함하고,
    상기 정보 취합부는,
    상기 트레일러에 대한 형상 정보, 스펙 정보를 입력받으며, 상기 형상 정보, 상기 스펙 정보에 상기 타이어 공기압 정보, 상기 적재화물 무게정보, 상기 자세 정보, 상기 GPS 위치 정보, 상기 결박 정보, 상기 휠 회전수 정보를 결합하여 상기 취합 정보를 생성하고,
    상기 정보 제공 장치는,
    적재화물 무게센서를 이용하여 생성된 상기 트레일러에 적재된 화물의 적재화물 무게정보에 따라 상기 적재된 화물의 위치 값, 무게 중심 값을 산출하고, 상기 산출된 위치 값, 무게 중심 값에 따라 상기 형상 정보 상에 어느 지점에 무게가 배분되었는지를 확인하고,
    상기 자율주행 트럭에서 견인할 때, 바퀴 위치, 바퀴 개수를 기반으로 회전 중심점을 산출하고,
    상기 회전 중심점을 기반으로 상기 트레일러를 부착한 상기 자율주행 트럭이 회전시 반경을 산출하 는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 제공 장치는
    상기 트레일러에 부착된 타이어의 공기압을 센싱하여 타이어 공기압 정보를 생성하는 타이어 공기압 센서;
    상기 트레일러에 적재된 화물의 무게를 센싱하여 적재화물 무게정보를 생성하는 적재화물 무게센서;
    상기 자율주행 트럭을 기준으로 상기 트레일러의 자세를 측정한 자세정보를 생성하는 자세측정 센서;
    상기 트레일러의 위치를 측정한 GPS 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈;
    상기 트레일러에 적재된 컨테이너의 결박 여부를 센싱한 결박정보를 생성하는 결박장치 잠김센서;
    상기 트레일러에 부착된 휠의 회전을 센싱한 휠 회전수 정보를 생성하는 휠 회전수 감지 센서;
    상기 타이어 공기압 정보, 상기 적재화물 무게정보, 상기 자세정보, 상기 GPS 위치 정보, 상기 결박 정보, 상기 휠 회전수 정보를 취합하여 상기 취합 정보를 생성하는 정보 취합부;
    상기 취합 정보를 상기 자율주행 트럭으로 전송하는 유무선 통신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정보 제공 장치는,
    상기 트레일러에 부착된 휠의 회전축을 이용하여 전력을 발전시키는 소형 발전기;
    상기 소형 발전기로부터 상기 전력을 공급받아 저장하며, 상기 전력을 상기 정보 취합부로 공급하는 배터리;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 정보 취합부는,
    상기 트레일러에 대한 형상 정보, 스펙 정보를 입력받으며, 상기 형상 정보, 상기 스펙 정보에 상기 타이어 공기압 정보, 상기 적재화물 무게정보, 상기 자세정보, 상기 GPS 위치 정보, 상기 결박 정보, 상기 휠 회전수 정보를 결합하여 상기 취합 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    우측 거리 측정 센서, 좌측 거리 측정 센서, 상측 거리 측정 센서, 하측 거리 측정 센서를 하나의 묶음 형태로 포함하며, 상기 우측 거리 측정 센서, 상기 좌측 거리 측정 센서를 가로 방향으로 배치하고, 상기 상측 거리 측정 센서, 상기 하측 거리 측정 센서를 세로 방향으로 배치하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 우측 거리 측정 센서, 상기 좌측 거리 측정 센서를 이용하여 상기 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 상기 우측 거리 측정 센서로부터 측정한 우측 X 좌표값과 상기 좌측 거리 측정 센서로부터 측정한 좌측 X 좌표값과 동일한 거리로 판단되면 상기 자율주행 트럭의 자세를 정면 주행으로 측정한 상기 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 우측 거리 측정 센서, 상기 좌측 거리 측정 센서를 이용하여 상기 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 상기 우측 거리 측정 센서로부터 측정한 우측 X 좌표값이 상기 좌측 거리 측정 센서로부터 측정한 좌측 X 좌표값보다 긴 거리로 판단되면 상기 자율주행 트럭의 자세를 좌회전으로 측정한 상기 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 우측 거리 측정 센서, 상기 좌측 거리 측정 센서를 이용하여 상기 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 X 좌표상에 상기 우측 거리 측정 센서로부터 측정한 우측 X 좌표값이 상기 좌측 거리 측정 센서로부터 측정한 좌측 X 좌표값보다 짧은 거리로 판단되면 상기 자율주행 트럭의 자세를 우회전으로 측정한 상기 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 상측 거리 측정 센서, 상기 하측 거리 측정 센서를 이용하여 상기 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상기 상측 거리 측정 센서로부터 측정한 상측 Y 좌표값이 상기 하측 거리 측정 센서로부터 측정한 하측 Y 좌표값과 동일한 거리로 판단되면 상기 자율주행 트럭의 자세를 정면 주행으로 측정한 상기 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 상측 거리 측정 센서, 상기 하측 거리 측정 센서를 이용하여 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상기 상측 거리 측정 센서로부터 측정한 상측 Y 좌표값이 상기 하측 거리 측정 센서로부터 측정한 하측 Y 좌표값보다 긴 거리로 판단되면 상기 자율주행 트럭의 자세를 오르막 주행 상태로 측정한 상기 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 상측 거리 측정 센서, 상기 하측 거리 측정 센서를 이용하여 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 수신하여 Y 좌표상에 상기 상측 거리 측정 센서로부터 측정한 상측 Y 좌표값이 상기 하측 거리 측정 센서로부터 측정한 하측 Y 좌표값보다 짧은 거리로 판단되면 상기 자율주행 트럭의 자세를 내리막 주행 상태로 측정한 상기 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 우측 거리 측정 센서, 상기 좌측 거리 측정 센서, 상기 상측 거리 측정 센서, 상기 하측 거리 측정 센서를 이용하여 상기 자율주행 트럭의 후방에 부착된 반사판으로 거리 측정 신호를 송출하고, 상기 반사판으로부터 상기 거리 측정 신호에 대응하여 반사되는 반사 신호를 기반으로 상기 자율주행 트럭을 기준으로 상기 트레일러의 요(Yaw), 피치(Pitch), 롤(Roll)을 측정하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 자세측정 센서는,
    상기 자율주행 트럭을 기준으로 X 좌표값, Y 좌표값을 0으로 설정하고, 상기 트레일러의 X 좌표값을 상기 우측 거리 측정 센서로부터 획득한 센싱값, 상기 좌측 거리 측정 센서로부터 획득한 센싱값의 차이값으로 인식하며, 상기 트레일러의 Y 좌표값을 상기 상측 거리 측정 센서로부터 획득한 센싱값, 상기 하측 거리 측정 센서로부터 획득한 센싱값의 차이값으로 인식하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 반사판은
    기 설정된 곡률을 갖는 곡면으로 구현되는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 결박장치 잠김센서는,
    상기 트레일러에 적재된 컨테이너를 기 설정된 곳에 결박시키는 결박장치에 구비된 레버에 근처에 설치되며, 상기 결박장치별로 구비된 레버가 잠김쪽에 위치하면 On 신호를 생성하고, 풀림쪽에 위치하면 Off 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
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