KR20000013675A - 차량 주행 모의 실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차선제어 및 충돌 방지, 그리고 장애물 감지 등에 필요한 테스트를 개발자의 의도에 따라 모의 실험할 수 있는 차량 주행 모의 실험 장치에 관한 것이다.

그 구성은 상대차량의 위치각을 감지하는 감지영역을 갖는 자차와, 상기 자차와 상기 상대차량의 주행특성 및 위치정보를 입력하는 키 보드와, 감지영역을 통한 상대차량의 위치각 정보 및 상기 키보드에 의해 입력된 주행특성 및 위치정보를 주어진 연산조건에 따라 칼맨 필터를 이용하여 과거의 위치정보로부터 현재의 위치정보를 연산하고, 현재의 위치정보로부터 미래의 위치정보를 예측하는 중앙연산장치와, 상기 중앙연산장치에서 연산된 상기 현재의 위치정보를 저장하고, 상기 중앙연산장치의 연산 프로그램이 완료된 후 재수행될 때 저장된 상기 현재의 위치정보를 과거정보로 제공하는 데이타 저장부와, 상기 중앙연산장치에 의해 연산된 결과에 따른 상기 자차와 상기 상대차량의 위치를 화상처리하여 디스플레이하는 디스플에이장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 주행 모의 실험장치

본 발명은 차량 주행 모의 실험 장치에 관한 것으로, 특히 차선제어 및 충돌 방지, 그리고 장애물 감지 등에 필요한 테스트를 개발자의 의도에 따라 모의 실험하므로써, 도로 환경에서 일어날 수 있는 무수히 많은 경우의 수의 테스트를 반복적으로 수행하고, 이러한 과정을 통하여 시간적 손실 및 경제적 부담을 최소화 하는 차량 주행 모의 실험 장치에 관한 것이다.

근래들어, 자동차의 안전주행과 효율성의 양립을 꾀함과 동시에 지구의 환경문제에 대응할 목적으로 선진 각국에서 인포모빌리티 계획이 수립되어 연구중에 있으며, 인포모빌리티 계획의 일환으로 운전자에게 운전을 지원하는 자동 운전 시스템이 개발되고 있다.

종래 이러한 자동 운전 시스템을 개발 연구함에 있어, 실제적으로 모의 경로를 설정하고, 주행하므로서 차선제어 및 충돌 방지, 그리고 장애물 감지 등의 실험을 테스트 하였다.

즉, 주행중 소정시간 마다 3-5개의 차선을 커버할 수 있도록 레이져 빔을 발사하고, 상대 차량에 반사되어 되돌아오는 레이져 빔을 수광한다.

수광된 레이져 빔은 발사되어 되돌아온 도달시간 또는 발사되어 되돌아온 빔의 세기에 의거하여 자차와 상대차량과의 거리를 연산한다.

연산된 자차와 상대차량간의 거리정보가 미리 설정된 안전거리내에 존재하는 경우 차량은 자체 제어를 통하여 감속하거나, 차선변경 또는 경보동작을 수행하고, 연산된 자차와 상대차량간의 거리정보가 미리 설정된 안전거리내에 존재하지 않는 경우 차량은 자체 제어를 통하여 가속하는 연구가 수행중에 있다.

그러나 종래 이러한 연구를 수행하는데 있어 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 모의 경로를 미리 설정하고 실제적인 주행 테스트를 통하여 실험하므로서, 다양한 테스트 조건을 만족시킬 수 없었다.

또, 극한의 조건, 예를 들면을 사고 직전의 상황의 조건을 실험하는데 있어 안전사고등에 대한 어려움이 있다.

또한, 모의 실험을 할 때마다 다시 주행하여야 하며, 이로 인한 불편 및 시간적인 손실, 그리고 실험 경비의 추가 부담등의 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 차선제어 및 충돌 방지, 그리고 장애물 감지 등에 필요한 테스트를 개발자의 의도에 따라 모의 실험하므로써, 도로 환경에서 일어날 수 있는 무수히 많은 경우의 수의 테스트를 반복적으로 수행하고, 이러한 과정을 통하여 시간적 손실 및 경제적 부담을 최소화 할 수 있는 차량 주행 모의 실험 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 도로 환경을 보인 도,

도 2는 본 발명에 따른 차량 주행 모의 실험 장치의 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1-5:상대차량 10:자차

11:키 보드 12:중앙연산장치

13:디스플레이장치 14:데이타저장부

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량 주행 모의 실험 장치에 있어서, 상대차량의 위치각을 감지하는 감지영역을 갖는 자차와, 상기 자차와 상대차량의 주행특성 및 위치정보를 입력하는 키 보드와, 감지영역을 통한 상대차량의 위치각 정보 및 상기 키보드에 의해 입력된 주행특성 및 위치정보를 주어진 연산조건에 따라 칼맨 필터를 이용하여 과거의 위치정보로부터 현재의 위치정보를 연산하고, 현재의 위치정보로부터 미래의 위치정보를 예측하는 중앙연산장치와, 상기 중앙연산장치에서 연산된 상기 현재의 위치정보를 저장하고, 상기 중앙연산장치의 연산 프로그램이 완료된 후 재수행될 때 저장된 상기 현재의 위치정보를 과거정보로 제공하는 데이타 저장부와, 상기 중앙연산장치에 의해 연산된 결과에 따른 상기 자차와 상기 상대차량의 위치를 화상처리하여 디스플레이하는 디스플에이장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 도로 환경을 보인도이며, 도 2는 본 발명에 따른 차량 주행 모의 실험 장치의 블록도이다.

도 1 및 도 2에 있어서, 디스플레이장치(3)에 의해 가상의 차인 자차(10)와, 가상의 자의 전방에 주행중인 상대차량(1-5)이 표시된다. 또한, 가로축은 거리를 표시하며, 세로축은 자차를 중심으로 한 각도를 표시한다.

또, 자차(10)의 레이져 빔의 폭이 배경색과 달리하여 표시되며, 레이져 빔의 폭은 3개로 균등하게 분할된다. 이는 하나의 송광부, 예를 들면 레이져 다이오드로부터 발사된 레이져 빔이 세개의 수광부, 예를 들면 포토 다이오드에 의해 수광됨을 의미한다. 즉, 자차(10)의 전방에 왼쪽, 중심, 그리고 오른쪽에 포토 다이오드가 장착되어 수광하는데 이를 디스플레이장치(13)의 화면상에 가상 도시하였다.

본 발명의 구성은, 각종 데이타를 입력하기 위한 입력부로서 키 보드(11)와, 입력된 데이타를 주어진 연산조건에 따라 칼맨 필터(kalman filter)를 이용하여 처리하는 중앙연산장치(12)와, 특정신호에 의해 처리된 정보를 저장 또는 제공하는 데이타저장부(14), 그리고 연산된 결과를 화상으로 제공하는 디스플레이장치(13)로 이루어진다.

전술한 구성요소중 상기 키 보드(11)는 개발자의 실험의도를 입력하기 위한 것으로, 실제 실험에서 얻을 수 있는 위치에 해당하는 곳에 자차(10) 및 상대차량(1-5)을 배치하거나, 차량이 움직일 수 있는 간격을 조정하거나, 차량이 움직일 수 있는 한계속도를 지정하는 등의 데이타를 입력한다.

또, 상기 중앙연산장치(12)는 키 보드(11)를 통하여 각각의 차의 위치가 재배치되면 그 이전의 위치에서 현재의 위치를 판단하고, 칼맨 필터를 이용하여 다음 이동 위치를 예측한다. 칼맨 필터는 각 분야에서 다양하게 응용되는데 본 발명에서는 충돌 경보 및 충돌 회피를 위한 목적으로 칼맨 필터를 응용하였다.

또한, 데이타저장부(14)는 칼맨 필터를 통하여 연산된 차의 위치정보를 저장하고, 모의 실험중 현재의 위치정보를 판단하기 위한 과거 정보로써 저장된 위치정보를 제공한다.

그리고 상기 디스플레이장치(13)는 일정비율로 자차(10)와 상대차량(1-5)을 축소하여 표시하며, 중앙연산장치(12)에서 연산된 정보에 일치되도록 모의 차량의 이동모습을 디스플레이한다.

이하, 전술한 구성부 및 도면을 참조하여 본 발명에 따른 작용 및 효과를 설명한다.

개발자가 상기 키 보드(11)를 조작하여 실험하고자 하는 조건의 데이타를 입력하면, 화면상의 자차(10) 및 상대차량은 재배치되게 된다.

재배치가 완료되면 중앙연산장치(12)는 칼맨 필터를 이용하여 상대차량, 즉 선행차량의 위치를 추적한다. 이때, 추적한 상대 차량의 위치가 미리 설정된 안전거리내에 존재할 경우 경보동작을 수행하고, 안전거리내에 존재하더라도 어느 포토 다이오드가 수광하였느냐에 따라 경보동작이 불필요하다고 판단되면 경보동작을 수행하지 않는다.

또, 연산되어 디스플레이된 정보는 과거정보로써 데이타저장부(14)에 저장되며, 소정시간 경과되어 중앙연산장치(12)의 연산 프로그램이 재수행될 때, 데이타저장부(14)는 저장된 정보를 과거정보로써 중앙연산장치(12)에 제공한다. 중앙연산장치(12)는 제공된 과거정보에 의거하여 상대차량의 주어진 속도정보 및 포토 다이오드의 수광정보에 의거하여 상대차량의 위치정보를 칼맨 필터를 이용하여 예측하고, 이를 디스플레이장치(13)를 통하여 디스플레이한다.

따라서, 이러한 위치추적이 계속적으로 이루어질 경우 실제적인 조건과 유사한 실험데이타가 얻어지게 된다. 이로 인하여 자차(10)의 주행속도에 따른 상대차량과의 거리 및 상대차량의 위치각 정보를 통하여 자차(10)의 최대속도 및 최저속도대까지의 가속 및 감속에 의한 장애물 회피 및 자차(10)와 상대차량간의 거리를 연산하여 안전거리내에 상대차량이 존재할 경우 경보동작을 수행하는 등의 실험을 수행할 수 있게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 차선제어 및 충돌 방지, 그리고 장애물 감지 등에 필요한 테스트를 개발자의 의도에 따라 모의 실험하므로써, 도로 환경에서 일어날 수 있는 무수히 많은 경우의 수의 테스트를 반복적으로 수행하고, 이러한 과정을 통하여 시간적 손실 및 경제적 부담을 최소화 할 수 있다.

또, 극한의 조건, 예를 들면 사고 직전의 상황을 인위적으로 만들어 테스트를 수행할 수 있으므로, 이로 인한 인명손실 방지 및 사고 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 차량 주행 모의 실험 장치에 있어서,

   상대차량의 위치각을 감지하는 감지영역을 갖는 자차와, 상기 자차와 상기 상대 차량의 주행특성 및 위치정보를 입력하는 키 보드와,

   감지영역을 통한 상대차량의 위치각 정보 및 상기 키보드에 의해 입력된 주행특성 및 위치정보를 주어진 연산조건에 따라 칼맨 필터를 이용하여 과거의 위치정보로부터 현재의 위치정보를 연산하고, 현재의 위치정보로부터 미래의 위치정보를 예측하는 중앙연산장치와,

   상기 중앙연산장치에서 연산된 상기 현재의 위치정보를 저장하고, 상기 중앙연산장치의 연산 프로그램이 완료된 후 재수행될 때 저장된 상기 현재의 위치정보를 과거정보로 제공하는 데이타 저장부와,

   상기 중앙연산장치에 의해 연산된 결과에 따른 상기 자차와 상기 상대차량의 위치를 화상처리하여 디스플레이하는 디스플에이장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 주행 모의 실험장치.