KR19990034243A

KR19990034243A - Front Observation System of Automatic Driving Vehicle

Info

Publication number: KR19990034243A
Application number: KR1019970055747A
Authority: KR
Inventors: 금동교
Original assignee: 류정열; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-05-15

Abstract

본 발명은 자동주행용 자동차의 전방관측시스템에 관한 것으로서, 자동주행용 차량의 레이져 레이다로부터 전방 물체의 거리 및 위치등이 확인되도록 레일 형상을 변형시켜 반사거울이 좌우 또는 상하이동이 원활함으로서 레이져를 통해 측정된 전방의 물체간의 거리와 위치가 동시에 파악되므로 운전자로 하여금 3차원적인 전방물체확인 가능함에 따라 고가의 갈바노미터 등의 회전체를 별도로 사용하지 않고도 주사효율을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.The present invention relates to a front observation system of a self-driving car, the shape of the rail so that the distance and position of the front object from the laser radar of the self-driving vehicle is confirmed by changing the shape of the mirror through the laser smoothly left and right or Shanghaidong Since the distance and position between the measured objects in front are simultaneously identified, the driver can identify the three-dimensional object in front, thereby providing an effect of improving the scanning efficiency without using a separate rotor such as an expensive galvanometer.

Description

Front Observation System of Automatic Driving Vehicle

본 발명은 자동주행용 자동차의 전방관측시스템에 관한 것으로서 더 자세하게는 3차원적인 도로의 환경을 그대로 받아들여 전방 차간거리와 위치를 동시에 확인할 수 있도록 하여 도로의 다양한 정보를 수집할 수 있도록 하며 주사효율을 상승시키는 자동주행용 자동차의 전방관측시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a front observation system of an autonomous vehicle, and more specifically, to accept the environment of the three-dimensional road as it is to be able to check the distance and position in front of the vehicle at the same time to collect a variety of information of the road and scanning efficiency The present invention relates to a front observation system of an autonomous vehicle for elevating a vehicle.

일반적으로 자동차는 운전자가 조작한 운전방향과 속도에 따라 차량이 움직이도록 하고 있으나 최근에는 자동차의 안전주행을 위해 AVCS(advanced vehicle control system)을 개발하고 있다.BACKGROUND ART In general, a vehicle allows a vehicle to move according to a driving direction and speed operated by a driver, but recently, an advanced vehicle control system (AVCS) has been developed for driving a vehicle safely.

AVCS(advanced vehicle control system)는 차동차의 충돌 방지를 위한 경보와 속도의 제어, 적정 차간 거리 유지 등 운전자의 운전 지원이 테마인 시스템으로 도로에 메설된 케이블등이 가이드웨어에 의한 자동 운전 시스템등으로 개발되고 있다.AVCS (Advanced vehicle control system) is the system that the driver's driving support is the theme such as alarm, speed control, and proper distance maintenance to prevent collision of the differential car. Is being developed.

또한 항공기나 항만에 이용되는 레이다(radar)는 radio detection and ranging의 약자이며 이름그대로 목표물체까지의 거리와 방향을 검출하는 장치로 사용되고 있으나 고가의 자동차인 경우 레이져(laser)레이다를 이용하여 전방차량과의 거리를 정확하게 검출하기 위해 사용되고 있다.In addition, radar used for aircraft or harbor stands for radio detection and ranging, and as the name suggests, it is used as a device for detecting the distance and direction to a target object. It is used to accurately detect the distance from the.

통상적인 종래의 레이져레이다를 갖는 차량은 주기적으로 마이크로파의 직류전류의 펄스를 출력하는 펄스부(1)와, 상기 펄스부(1)의 펄스신호에 따라 레이져를 송출하는 레이져출력부(2)와, 상기 레이져의 분산되는 빛을 직선형으로 변환시키기 위한 집광부(3)와, 상기 집광부(3)에서 출력되는 레이져를 좌우로 회전하는 반사거울에 비추도록 하여 레일에 따라 선화하도록 하는 주사측정기(4)를 연결하고 있다.A vehicle having a conventional laser radar includes a pulse unit 1 for periodically outputting a pulse of microwave direct current, a laser output unit 2 for transmitting laser in accordance with a pulse signal of the pulse unit 1, and A scanning measuring device (3) for converting the scattered light of the laser into a linear shape, and a scanning measuring device for illuminating the laser output from the light collecting part (3) to a reflecting mirror rotating from side to side (line) according to a rail ( 4) is connected.

또한 상기 주사측정기(4)는 하나의 갈바노미터를 구동하여 반사거울(6)이 레일(5)을 따라 선회하면서 레이져를 전방의 차량에 주사할 수 있도록 하고, 되돌아오는 레이져를 수광부(미도면)에 모아 빛을 검지하는 검지기(미도면)를 연결하고, 상기 검지기에서 출력하는 신호로부터 시간증폭변환기,아날로그 디지탈변환기(이하,A/D라 칭함.), 평균화기를 거쳐 전방차량간의 거리를 측정하는 측정기를 출력하여 경고장치(미도면)에 실행하도록 연결하고 있다.In addition, the scanning measuring device 4 drives a galvanometer so that the reflective mirror 6 can be rotated along the rail 5 to scan the laser to the vehicle in front, and the laser is returned to the light receiving unit (not shown). Connect a detector (not drawn) to collect light and measure the distance between the front vehicle through a time amplifier, an analog digital converter (hereinafter referred to as A / D), and an averageizer from the signal output from the detector. The measuring instrument is output and connected to a warning device (not shown).

이와 같이 구성하는 종래의 레이져레이다를 갖는 차량은 레이져출력부(2)로부터 출력되는 레이져가 펄스부(1)의 하이신호에 맞춰 방출되면서 레이져를 주사측정기(4)의 반사거울(6)을 통해 전방의 차량에 주사하게 된다.In the vehicle having the conventional laser radar configured as described above, the laser is emitted through the reflective mirror 6 of the scan meter 4 while the laser output from the laser output unit 2 is emitted in accordance with the high signal of the pulse unit 1. Inject into the vehicle ahead.

이때 반사되어 돌아오는 레이져를 수광부를 통해 검지기로 레이져의 감지하고 시간증폭변환기,A/D변환기, 평균화기를 거쳐 측정기로부터 레이져의 반사시간에 대한 차간거리를 판단하여 위험거리내에 있을 경우 경고장치를 통해 경고음을 발샹허게 되는 것이다.At this time, the reflected laser is detected by the detector through the light-receiving unit, and the warning device is detected if it is within the dangerous distance by judging the distance between the laser's reflection time from the measuring device through the time amplifier, A / D converter, and averaging device. Through the warning sound will be heard.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 갈바노미터 및 모터를 통해 반서거울을 좌우가 수평을 유지하고 있는 레일의 위면이나 저면에 접촉하면서 레일을 따라 비추어진 레이져는 반사되어 되돌아오면서 본차량과 전방의 물체간에 거리로서만 환산되어 운전자에게 알리고 있기 때문에 어느방향에 물체가 얼마만큼의 거리에 물체가 확인되고 있는지를 알 수 없게 되어 결국 운전자는 물체의 위치를 확인하기 위해서는 운전과 동시에 주위환경을 세밀하게 관찰해야되는 번거러운 문제점을 가지게 되었다.However, such a conventional technique uses a galvanometer and a motor to contact the upper or lower surface of the rail, which is horizontally horizontally mirrored by the galvanometer, and the laser beam reflected along the rail is reflected and returned to the vehicle. Since only the distance is converted to inform the driver, it is impossible to know in what direction the object is being seen in which direction. Therefore, in order to check the position of the object, the driver must closely observe the environment at the same time as driving. I have had the troublesome problem.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위기 위해 안출한 것으로서 그 목적은 3차원적인 도로의 환경을 그대로 받아들여 전방 차간거리와 위치를 동시에 확인할 수 있도록 하여 도로의 다양한 정보를 수집할 수 있도록 하며 주사효율을 상승시키고자 하는 데 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, its purpose is to accept the environment of the three-dimensional road as it is to check the distance and position of the front vehicle at the same time to collect a variety of information on the road And to increase the scanning efficiency.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 주기적으로 펄스를 출력하는 펄스부의 펄스신호에 따라 레이져를 반사거울에 의해 출력하여 전방의 차량에 반사되어 되돌아오는 레이져의 반사시간을 측정하여 차간거리를 확인할 수 있도록 하는 자동주행용 차량에 있어서, 좌우로 반원을 형성하고 내측과 외측의 표면이 상하로 돌출되는 요철형상의 레일을 연결하고 상기 레일의 내주연을 따라 상하로 이동하면서 레이져를 반사시키는 반사거울을 연결하고 상기 반사거울을 뒷면에 연결된 지지축을 절곡형성시켜 좌우로 움직일 수 있도록 하는 회전구동체를 연결하고, 상기 반사거울과 지지축간에 복원력으로 원형이 유지되는 스프링이 연결된 주사측정기를 연결하고 상기 주사측정기로부터 출력하는 레이져가 되돌아오는 시간을 측정하여 차간거리와 위치를 확인할 수 있도록 하는 측정장치를 연결하는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is to output the laser by the reflection mirror in accordance with the pulse signal of the pulse unit that outputs the pulse periodically to measure the reflection time of the laser reflected back to the vehicle in front of the distance between cars In the self-driving vehicle that can be confirmed, a reflection that forms a semi-circle to the left and right, connects the uneven rails protruding up and down the inner and outer surfaces, and reflects the laser while moving up and down along the inner circumference of the rail. Connect a mirror and connect the rotating mirror to bend the support shaft connected to the rear side of the mirror to move the left and right, and connect the scan meter connected to the spring that maintains the circular shape with restoring force between the mirror and the support shaft. Measures the time when the laser output from the scanning measuring device returns Characterized in that for connecting the measuring apparatus to determine the re-location.

도 1은 종래의 자동주행용 자동차의 전방관측장치의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a front observation apparatus of a conventional autonomous vehicle.

도 2는 종래의 자동주행용 자동차의 전방관측장치의 부분단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a front observation device of a conventional autonomous vehicle.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동주행용 자동차의 전방관측장치의 블록구성도이다.3 is a block diagram of a front observation device of an autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레일을 따라 움직이는 반사거울 이동방향의 정면도이다.4 is a front view of a reflection mirror moving direction moving along a rail according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사거울의 연결 구성도이다.5 is a connection diagram of a reflection mirror according to an embodiment of the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호설명-Code descriptions for the main parts of the drawings

1,10;펄스부 2,20;레이져출력부1,10 pulse unit 2,20 laser output unit

3;집광부 4,30;주사측정부3; condenser 4, 30; scan measuring unit

5,50;레일 6,60;반사거울5,50; rail 6,60; mirror

40;측정장치 61;지지축40; measuring device 61; support shaft

62;스프링62; spring

이하,첨부된 도면에 의해 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention by the accompanying drawings in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동주행용 자동차의 전방관측장치의 블록구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레일을 따라 움직이는 반사거울 이동방향의 정면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사거울의 연결 구성도이다.Figure 3 is a block diagram of a front observation device of the automatic driving vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a front view of the reflection mirror moving direction moving along the rail according to an embodiment of the present invention, Figure 5 It is a connection diagram of the reflection mirror according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 레이져레이다를 이용하여 전방 차량과의 거리와 위치를 확인할 수 있도록 하는 장치에 관한 것으로서, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 주기적으로 마이크로파의 직류전류의 펄스를 출력하는 펄스부(10)와, 상기 펄스부(10)의 펄스신호에 따라 레이져를 송출하는 레이져출력부(20)와, 상기 레이져의 분산되는 빛을 직선형으로 변환시키기 위한 집광부와,상기 집광부에서 출력되는 레이져를상하로 돌출되는 요철형상의 레일(50)을 연결하고 상기 레일(50)의 내주연을 따라 상하로 이동하면서 레이져를 반사시키는 반사거울(60)을 연결하고 상기 반사거울(60)을 뒷면에 연결된 지지축을 절곡형성시켜 좌우로 움직일 수 있도록 하는 회전구동체를 연결하고, 상기 반사거울(60)과 지지축간에 복원력으로 원형이 유지되는 스프링(62)이 연결된 주사측정부(30)를 연결한다.The present invention relates to a device for identifying the distance and the position of the front vehicle by using a laser radar, as shown in Figures 3 to 5 pulse unit 10 for periodically outputting the pulse of the direct current of the microwave And a laser output unit 20 for transmitting a laser according to the pulse signal of the pulse unit 10, a light condenser for converting the light of the laser into a linear shape, and a laser output from the light condenser. Connecting a concave-convex rail (50) protruding into and connected to the reflection mirror 60 to reflect the laser while moving up and down along the inner circumference of the rail 50 and the support mirror 60 is connected to the back Scanning measurement is connected to the rotating drive to bend the shaft to be able to move left and right, and the spring 62 is maintained between the reflective mirror 60 and the support shaft to restore the circular shape It connects 30.

상기 주사측정부(30)로부터 출력되어 되돌아오는 레이져는 A/D변환 및 평균화되어 전방차량과의 거리와 전방차량의 위치를 계산하여 측정하는 주사측정부(30)를 연결한다.The laser outputted from the scan measuring unit 30 is A / D converted and averaged to connect the scan measuring unit 30 that calculates and measures the distance to the front vehicle and the position of the front vehicle.

또한 상기 주사측정부(30)로부터 출력하는 레이져가 되돌아오는 시간을 측정하여 차간거리와 위치를 확인할 수 있도록 하는 측 좌우로 회전하는 반사거울(60)에 비추도록 하여 레일(50)에 따라 선화하도록 하는 주사측정부(30)를 연결하고 있다.In addition, by measuring the return time of the laser output from the scanning measuring unit 30 to the reflection mirror 60 rotated to the left and right to check the distance and position between the line to be linearized according to the rail (50). The scanning measurement unit 30 is connected.

상기 주사측정부(30)는 좌우로 반원을 형성하고 내측과 외측의 표면이 정장치를 연결하는 것을 특징으로 한다.The scan measurement unit 30 forms a semicircle to the left and right, and the inner and outer surfaces are connected to the suit.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above in detail.

본 발명은 레이져레이다를 이용하여 전방 차량과의 거리와 위치를 확인할 수 있도록 하는 장치에 관한 것으로서, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 자동으로 주행가능한 차량의 레이져 레이다로부터 출력되는 레이져가 전방의 차량에 반사되어 되돌아올 경우 차량의 측정장치(40)가 되돌아오는 레이져의 출력시간과 입력측정시간을 계산하여 전방차량과 거리를 측정하고 동시에 전방차량의 위치를 확인할 수 있도록 하는 것이다.The present invention relates to an apparatus for identifying a distance and a position of a vehicle using a laser radar, and as shown in FIGS. 3 to 5, the laser output from the laser radar of a vehicle that can be automatically driven is shown in front of the vehicle. When reflected back to the vehicle measuring device 40 is to calculate the output time and input measurement time of the returned laser to measure the front vehicle and the distance and at the same time to determine the position of the front vehicle.

레이져를 출력하고자 할 경우 레이져는 펄스부(10)의 주기적인 출력신호로부터 레이져출력부(20)에서 주사측정부(30)의 반사거울(60)에 의해 상하 또는 좌우로 회전되는 방향의 전방의 도로면에 출력하게 되는 것이다.When the laser is to be output, the laser is in front of a direction in which the laser output unit 20 is rotated vertically or horizontally by the reflection mirror 60 of the scanning measurement unit 30 from the periodic output signal of the pulse unit 10. It will be printed on the road surface.

상기의 반사거울(60)은 상하가 요철로 형성되는 내외주연을 따라 반사거울(60)이 상하로 이동하게 되고 반사거울(60)의 전체 형상이 반원형으로 형성시켜 특정구역 전방측에 레이져가 출력될 수 있도록 한다.The reflective mirror 60 is the upper and lower reflection mirror 60 is moved up and down along the inner and outer periphery is formed by the irregularities and the overall shape of the reflective mirror 60 is formed in a semi-circular shape so that the laser is output to the front side of the specific area To be possible.

또한 상기의 반사거울(60)은 레일(50)에 긴밀히 접촉하면서 이동할 수 있도록 회전이동체에 의해 움직이는 지지축(61)을 뒷면에 고정시키고 좌우 또는 상하이동으로 흔들림 도는 이말을 방지할 수 있도록 스프링(62)을 연결하여 반사거울(60)이 지지축(61)으로부터 이탈되는 것을 방지하게 되는 것이다.In addition, the reflection mirror 60 is fixed to the support shaft 61, which is moved by the rotary mover to the back so as to move in close contact with the rail (50) and springs to prevent the end of shaking in the left and right or Shanghaidong ( 62 is connected to prevent the reflection mirror 60 from being separated from the support shaft 61.

이와 같이 반사되는 레이져는 반사거울(60)로부터 전방의 물체에 반사되어 되돌아오는 레이져를 측정장치(40)를 통해 전방 물체간의 거리 및 위치를 확인하게 되는 것이다.The reflected laser is to check the distance and position between the front objects through the measuring device 40 the laser reflected back to the object in front of the reflection mirror 60.

상기 측정장치(40)는 되돌아오는 레이져를 A/D변환으로 전기적인 신호로 변환하고 출력하는 시간과 되돌아오는 시간으로부터 거리를 측정하고 반사거울(60)에서 출력하는 레이져의 각도로부터 전방물체의 위치를 측정하여 얻은 결과를 운전자가 눈으로 확인할 수 있는 표시수단에 출력하고 위험거리에 있게 되면 경고음발생수단에 출력하여 운전자가 위험한 사항을 피할 수 있도록 하는 것이다.The measuring device 40 measures the distance from the time of returning and converting the returned laser into an electrical signal by A / D conversion and the return time, and the position of the front object from the angle of the laser output from the reflection mirror 60. The result obtained by measuring the output to the display means that the driver can see with the eyes, and when the danger distance is output to the warning sound generating means so that the driver can avoid dangerous matters.

상기의 전방물체는 차량이거나 도로표지판 및 신호등 등으로 도로상에서 운전자가 눈으로 확인할 수 없는 범위의 모든 물체를 확인할 수 있도록 하는 것이다.The front object is a vehicle or a road sign and a traffic light to be able to identify all objects in the range that the driver can not see on the road.

이와 같이 작용하는 본 발명은 자동주행용 차량의 레이져 레이다로부터 전방 물체의 거리 및 위치등이 확인되도록 레일 형상을 변형시켜 반사거울이 좌우 또는 상하이동이 원활함으로서 레이져를 통해 측정된 전방의 물체간의 거리와 위치가 동시에 파악되므로 운전자로 하여금 3차원적인 전방물체확인 가능함에 따라 고가의 갈바노미터 등의 회전체를 별도로 사용하지 않고도 주사효율을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.The present invention, which acts as described above, deforms the shape of the rail so that the distance and position of the front object from the laser radar of the autonomous vehicle can be checked, and the reflection mirror is smoothly left or right, and the distance between front objects measured through the laser is smooth. Since the position is identified at the same time, the driver can identify the three-dimensional object in front, thereby providing an effect of improving the scanning efficiency without using a separate rotor such as an expensive galvanometer.

Claims

Automatically outputting the laser by the reflection mirror 60 according to the pulse signal of the pulse unit 10 which outputs the pulse periodically to measure the reflection time of the laser reflected back to the vehicle in front so that the inter-vehicle distance can be checked. In a vehicle for driving, a semicircle is formed to the left and right, and the inner and outer surfaces of the concave-convex rails 50 protrude up and down, and move up and down along the inner circumference of the rail 50 to reflect the laser. Connect the reflection mirror 60 and the rotating mirror to move the left and right by bending the support shaft 61 connected to the rear surface of the reflection mirror 60, the reflection mirror 60 and the support shaft ( 61 is connected to the measuring unit 30 is connected to the spring 62 is maintained in a circular shape with a restoring force, and the distance between the vehicle and the position by measuring the time the laser output from the scanning unit 30 is returned An automatically traveling vehicle of the front observation system, characterized in that for connecting the measuring device 40 that allows to.