KR20020030973A

KR20020030973A - 원격 무인주차 제어시스템

Info

Publication number: KR20020030973A
Application number: KR1020000061777A
Authority: KR
Inventors: 정보영
Original assignee: 정보영
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-04-26
Also published as: KR100394480B1

Abstract

본 발명은 원격 무인주차 제어시스템에 관한 것으로 인터넷, 차량에 장착된 감지제어부 및 사용자가 주차위치를 결정해주는 사용자 단말기로 구성된다. 즉, 차량에 장착된 감지제어부로부터 주차하고자 하는 자동차 주변의 환경을 감지인식하여 그 정보를 원격조종센터로 보내면 원격조종센터는 그 내용을 조종센터의 DB에 저장 및 가공하고, 동시에 사용자의 단말기로 재전송한다. 원격조종센터로부터 수신된 차량주변환경을 사용자가 단말기를 통하여 확인한 후 단말기상에서 주차위치를 결정하여 자동주차명령을 전송하면 원격조종센터의 조종을 받아 차량에 장착된 제어기를 통하여 무인주차를 할 수 있게 된다.

Description

원격 무인주차 제어시스템{Remote controlling unmanned parking control system}

본 발명은 원격 무인주차 제어시스템에 관한 것으로, 특히, 현재 구축되어 있는 무선인터넷환경을 이용하여 차량의 주변환경을 원격으로 모니터링하고 사용자에게 이 정보를 제공한 뒤 주차위치를 선택받은 후, 원격으로 주차를 할 수 있는 원격 무인주차 제어시스템에 관한 것이다.

오늘날 자동차는 개인의 필수품으로 자리 매김하고 있다. 그래서 사회활동을 하는 모든 사람들은 남녀를 불문하고 자동차가 있어야만 가능할 정도로 시간과 거리의 제약 없이 서로의 약속을 할 수 있는 사회활동이 서로의 상식이 되었다. 즉 자동차를 이용하여야만 서로 시간과 거리의 제약 없이 협조적인 사회활동이 가능할 정도가 되었다. 그리고, 이를 위해서 많은 사람들이 운전면허를 발급 받고 차량을 운전한다. 그런데, 이러한 과정에서 초보단계에 겪는 가장 어려움 중에 하나는 주차기술문제로 많은 운전미숙자들이 고민을 하는 부분이다. 주차는 주차공간에 대한 공간감각과 차량의 동적특성이 운전자의 몸에 익숙해진 상태에서만 안전하게 할 수 있다. 이것이 되지 않은 상황에서 주차행위를 할 경우 시간소모와 정신적인 압박뿐 아니라 접촉사고등을 유발시키고 비정상적인 주차로 주차질서를 지키지 못해 다른 차량운전자에게도 정신적인 피해를 주게 된다.

따라서, 선진외국 및 국내에서는 상기의 문제를 포함한 차량의 자동운전기술을 확보하기 위하여 많은 시간과 비용을 들여 연구개발하고 있으나 아직 완전한 무인운전기술은 확보하지 못한 상황이다. 이는 주위환경에 대한 판단을 고난이도의 수준정도로 끌어올릴 수 있는 알고리즘이 확보되지 않은데 그 이유가 있다. 즉 도로의 상황, 차량의 상태 등의 외부정보를 정확히 받을 수 있고, 운전경로 및 최적의 운전방법 등은 결정되어 있으나 각각의 상황에 대한 대응방법이 너무 많게 되어 나열식으로 연결되어 있다. 이러한 방법으로 인하여 고려되지 않은 상황이 나타나면 대응하기 어렵고 이를 수행하기 위해서는 슈퍼 컴퓨터급의 주제어기가 필요하며 그것을 실용화하기는 어려운 상태이다. 즉 상황에 대한 결정능력이 미미한 상태이다. 예를 들어 이러한 시스템을 자동주차에 적용할 경우 주차 가능한 공간은 결정을 할 수 있으나 그 중 최적의 공간이 어디냐를 결정하지 못하거나 계산시간이 오래 걸리는 상황이 나타나게 되는 문제점이 있었다.

한편, 영상처리기술을 이용한 주위환경인식기술이나 초음파신호처리기술을 사용한 물체인식 및 거리인식은 이미 많은 연구자들에 의해서 그 이론이 정립되어 있으면 이를 구현하기 위한 장치나 부품들도 양산되고 있는 상태이다.

그리고, 모타를 사용한 위치제어기술 역시 부품의 다양화로 인하여 사용자의 용도에 따라 다양하게 구현할 수 있는 상태이다. 또한, 표식(Marker)을 이용한 거리측정이나 형상의 측정은 이미 오래전부터 사진학분야에서 사용되어왔으며 현재에는 일반적인 측정기로 측정이 어려운 부피가 큰 금형(비행기의 날개나 자동차 샷시금형 등)의 형상측정시 정해진 표식을 피 측정물에 투사하여 표식의 모양변화량을 비젼으로 측정하여 형상을 인식하는 방법에 이용되고 있다. 이것을 이용하면 피측정물의 형상뿐 아니라 피측정물까지의 거리까지도 알 수 있다.

후술하는 각 통신규격 또한 세계적으로 표준화가 된 것이 대부분이며 그 구현방법이 이미 보편화되어 있는 것으로 전문반도체회사에서 각 통신규격을 구현하는데 필요한 전용칩을 생산하여 시판하고 있다. 그래서, 차량에서 사용되는 통신규격인 OBDII와 컴퓨터에서 사용되는 PCMCIA통신규격과 최근 대두되고 있는 근거리 통신을 위한 통신규격인 BLUETOOTH 대해서 간단히 언급하고자 한다.

먼저, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)는 1989년에 IC CARD에 관한 표준을 만들어 모바일 컴퓨터간의 상호 연동성을 향상시키기 위해 설립된 국제표준협회이다. 여기서 제정된 PC CARD의 규격은 1994년에 제정된 PCMCIA Standard2.01, 2.1과 1995년에 추가된 PC CARD Standard규격을 기본으로 한다. 이 규격들은 입출력 인터페이스에 관한 것으로 특징만을 간단히 살펴보면 다음과 같다. 카드 인포메이션구조(CIS;Card Information Structure)는 호스트에서 자동으로 컨피규(configure)할 수 있으며 메타포맷(metaformat)규격으로 정의되어 있다. 또한, 카드버스는 32비트 버스마스터링을 사용하며 최대 33MHz로 동작한다. 그리고, 운영프로그램(o/s)이나 응용프로그램은 카드에서 직접 실행할 수 있도록 하여 호스트의 주메모리를 차지하지 않도록 하였다. 따라서, 저전압(3.5V)으로 동작이 가능하도록 설계되어 있으며, 동작중에서 탈/착이 가능한 플러그앤플레이(Plug and Play)방식이며 비디오신호 전송시 중간에 버퍼 없이 직접 카드에서 비디오신호를 그래픽컨트롤러로 전송할 수 있는 줌비디오(Zoomed Video)규격 등을 갖추고 있다.

또 하나의 통신규격인 BLUETOOTH는 최근 들어 기존의 통신기기, 가전, 사무용기기 등 종류에 상관없이 접속이 가능하도록 한 근거리 무선통신기술로 1998년 에릭슨, 노키아, IBM, 도시바, 인텔 등이 결성한 SIG(Special Interest Group)에서 결성한 세계표준화 규격이다. 일반적인 사양은 규격에 있으나 그 분량이 너무 많아 여기서는 간단한 특징만을 설명한다. 전송속도는 1Mbps(bit per sec)이며, 통신반경은 10m에서 100m내외, 전송대역은 2.402-2.480MHz이며 통신방식은 대역간 간섭방지를 위하여 주파수호핑확산대역(FHSS)방식으로 1600hops/s이다. 그리고, 변조방식은 GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)을 사용하며 3채널의 보이스지원을 하며 포인트 투 포인트(Point to Point), 포인트 투 멀티(Point to Multi)접속이 가능하다.

또한, OBDII와 관련하여 SAE J1850에 대하여 설명하면 이 규격에는 자동차용 데이터 통신의 물리층 영역과 데이터 링크영역이라는 2가지 영역의 주요 요구사항을 규정하고 있다. 이 규정의 목적은 자동차 데이터 통신의 최소한의 집합을 정의하여 단순 응용에 의한 비용절감과 복잡한 응용에 있어서도 충분히 융통성을 발휘할 수 있도록 하였다.

이에 대하여 간단히 설명하자면, 기본적으로 자동차 데이터 통신 네트윅은 클래스(Class) A(Low speed body wire and control function), 클래스(Class) B(Data communication between other systems) 및 클래스(Class) C(High speed real time control)의 3가지로 정의된다.

이 중 J1850은 Class B 타입의 통신 네트윅으로 정의되어있다. 또한, 이러한 데이터 통신은 물리적인 특성들을 규정하고 있으며, 상위층에 대한 서비스를 위한 매체내의 전송로와 이를 원활하게 하기 위한 물리적인 상호 접속관계를 나타낸다.

또한, 이들 전송로를 통하여 전송되는 데이터들은 다음과 같은 속성들을 고려하여야 한다.

첫째, 비트 및 마크 정의(bit and mark definition), 둘째, 네트워크 미디어(network media), 셋째, 수신기 및 전송기 특성(receiver/transmitter characteristic), 넷째, 네트워크 웨이크업(network wake-up), 다섯째, 패일루어 모드(failure mode), 여섯째, 에러 검출(error detection), 일곱째, 진단고려(diagnostic consideration)등이다.

먼저, 비트 및 마크 정의(bit and mark definition)에 대해 설명하자면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 PWM 엔코딩 방식을 나타낸 것이다. 데이터 버스는 엑티브/파시브(active/passive) 의 2가지 상태를 갖으며, 전송로에서의 인식 방법은 상승에지(rising edge) 와 하강에지(falling edge)에서 일어난다. 즉, 상승에지(rising edge)는 파시브(passive) 상태에서 엑티브(active) 상태로 변하는 것이고, 그 역으로 하강에지는 엑티브(active) 상태에서 파시브(passive)상태로 변하는 것이다. 그리고, 전송로의 엔코딩 방식은 PWM(Pulse Width Modulation)방식이나 VPW(Variable Pulse Width modulation)을 사용한다. 도 1에서 보는 바와 같이 전송신호의 동기는 Tp3의 규정시간에 따른 주파수 클럭에 의해 이루어진다.

도 2는 전송 데이터의 시작을 나타내고 있다.

도 2를 보면, 상승에지 후 Tp5동안의 이전 데이터의 마지막 메시지를 인식한 후 Tp7 동안 엑티브 상태를 유지시켜 발생시킨다.

둘째, 네트워크 미디어(network media)에 관하여 설명하자면 다음과 같다.

전송로의 물리적인 매체형식을 나타내며 싱글랜덤 와이어(single random wire)를 사용하는 싱글 와이어 전압 드라이브(single wire voltage drive)방식, 트위스트 와이어(twist wire)를 사용하여 구성하는 듀얼 와이어 전압 드라이브(dual wire voltage drive), 발란스 커런트 드라이브(balanced current drive)방식으로 구성된다.

셋째, 수신기 및 전송기 특성(receiver/transmitter characteristic)에 대해 설명하자면 다음과 같다.

도 3은 수신기 및 전송기의 송수신 회로도를 나타내고 있다. 이것은 위의 둘째 항목에 기술된 3가지 타입의 버스인터페이스를 나타낸다. 전송영역의 Wired-OR된 것은 하나 이상의 디바이스가 동시에 전송되는 것을 허용한다. 즉, 한 디바이스의 활성상태는 다른 디바이스의 비활성상태를 우선한다. 이러한 방법은 2개 이상의 디바이스가 버스 상에서 서로 경쟁하는 것을 의미하며, 우선순위가 높은 쪽을 우선 처리하여 해결한다. 이것은 기본적으로 데이터의 입/출력 통로와 동기화를 위한 클럭신호, 데이터충돌시 이를 감지하고 알리기 위한 신호 발생부분으로 구성되어 있다. 또한, 이것은 하나 이상의 디바이스가 동시에 전송하는 것을 허용하며, 데이터충돌 시 우선순위가 높은 것은 그대로 전송하고, 우선순위가 낮은 것은전송을 억제시켜서 데이터의 충돌이 발생하더라도 데이터 통신이 원활하게 이루어지도록 한다.

넷째, 네트워크 웨이크업(network wake-up)에 대해 설명하자면 다음과 같다.

이것은 전송로가 활동하지 않을 때 전력손실을 줄이기 위한 규정으로 전송매체가 전송정지 후 약 500ms이후에 sleep상태로 들어가며, 전송이 다시 개시될 때는 1ms이내에 다시 정상상태가 되도록 규정하고 있다.

다섯째, 패일루어 모드(failure mode)에 대하여 설명하자면 다음과 같다.

이것은 전송로에서 야기되는 전기, 전자적인 트러블에 대한 대처방법을 규정해 놓은 것이다. 즉, 공급전원에 이상이 생겼을 때, 전송로가 쇼트(short)되거나 오픈(open)되었을 때, 전송로 주변에 전자장애 발생시 데이터의 손실을 최소화하기 위한 것이다.

여섯째, 에러 검출(error detection)에 대하여 설명하자면 다음과 같다.

전송시 외부 원인 등에 의하여 데이터가 변형되거나 , 데이터 형식이 바뀌었을 때 이를 감지하기 위한 것이다. 일시적인 간섭은 데이터를 회복시킬 수 있으나 그렇지 않은 경우는 에러신호를 발생시킨다.

일곱째, 진단고려(diagnostic consideration)는 오프보드(off-board)용 진단장치등 J1850 통신규격을 채용한 외부기기와의 통신을 할 수 있도록 하기 위한 규정이다.

상술된 바와 같이 데이터 통신의 데이타 링크층의 요구사항에 대하여 설명하자면 다음과 같다.

데이터통신시 에러검출 및 회복절차에 관한 규정으로 ISO에서 권고하는 개방형구조에 준하여 SAE/J1850에 규정되어 있다. 주로 전송메세지 포맷에 관한 것으로 메시지 시작형식, 메서지의 길이, 메시지 끝 형식과 에러검출을 위한 비트형식이 정의된다. 특히 하나의 노드에 다수의 동시접근이 일어날 때 즉 회선쟁탈이 일어날 때 이를 적절히 통신하기 위한 방법이 규정되어 있다.

그런데, 상술된 기술은 이미 보편화되어 있는 기술들로 각각의 기술을 사용한 자동차용 제품들은 일부 있었으나 무선인터넷 환경을 활용한 자동차의 자동주차에 적합한 제품이 없었다. 다시 말해서 현재 구축되어 있는 무선인터넷환경을 이용하여 차량의 주변환경을 원격으로 모니터링하고 사용자에게 이 정보를 제공한 뒤 주차위치를 선택받은 후, 원격으로 필요한 제어를 하기 위한 적절한 장치는 아직 없는 상태이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명에서는 차량에 장착된 감지제어부로부터 차량주변의 주차 가능한 환경에 대한정보를 1차 가공한 후 차량에 장착된 제어기의 PCMCIA인터페이스를 거쳐서 무선랜카드등의 무선전송장치를 통하여 외부 원격조종센터로 전송하면 원격조종센터는 수신된 정보를 원격조종부내의 서버에서 필요한 정보를 저장, 가공한 후 사용자에게 2차 가공된 정보를 화면표시장치로 전송한다. 사용자의 화면표시장치로 수신된 정보를 보고 사용자는 주차위치를 커서를 이용하여 설정한 뒤 자동주차명령을 내리면 원격조종부에서는 주어진 위치에 기준하여 주위의 충돌 가능한 물체를 인지하며차량을 원격조종하여 주차를 시킨 뒤 사용자에게 주차완료를 통보하게 된다.

도 1 및 도 2는 일반적인 데이터 통신 중 PWM엔코딩 방식을 설명하기 위한 도면,

도 3은 일반적인 데이터 통신의 송수신 회로를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 원격 무인주차 제어 시스템의 개념도,

도 5는 본 발명에 따른 사용자 단말기를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 감지제어부의 구성도,

도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명에 따른 사용자 단말기의 구성도,

도 8은 본 발명에 따른 감지제어부의 세부 구성도,

도 9는 본 발명에 따른 영상처리부의 구성도,

도 10은 본 발명에 따른 초음파 센서 신호처리부의 구성도,

도 11은 본 발명에 따른 차량 상태 인식 제어부의 구성도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 원격조정부200 : 감지 제어부

270 :차량상태 인식제어부330 : 영상처리부

350 : 초음파센서 신호처리부400 : 사용자 단말기

401 : 커서 이동스위치403 : 커서

상기한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명의 원격 무인주차 제어시스템은, 차량의 주변환경을 원격으로 모니터링하고, 사용자로부터 인가되는 차량의 주차정보를 입력받아 차량 주차제어신호를 차량으로 전송하는 원격조정부와, 차량 주변의 주차환경에 대한 정보를 감지하여 원격조정부로 전송하는 감지 제어부와, 원격조정부로부터 인가되는 차량의 모니터링 정보를 인가 받아 차량의 주차 정보를 입력할 수 있도록 하는 사용자 단말기 및 원격조정부의 제어신호에 따라 차량을 구동하여 주차가능하도록 하는 차량 구동수단을 구비함을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명을 구현하기 위한 기능 구현도를 나타낸다.

운전자가 주차공간 부근에 차량을 정차한 후 구비된 화면표시가 가능한 사용자 단말기(400)를 이용하여 자동주차준비명령을 내리면 원격조종부(100)에서는 이를 차량에 장착된 감지제어부(200)로 통보한다. 차량에 장착된 감지제어부(200)는 이를 인지하여 차량에 장착된 카메라와 표식장치를 360도 회전시키며 차량 주변의 환경을 인지한 후 차량 주변의 환경정보를 원격조종부(100)로 전송한다. 원격조종부(100)에서는 이 정보를 받은 후 도 5에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(400)로 주차 주변환경을 화면표시가 가능한 단말장치로 전송한다. 사용자는 이를 수신받은 후 화면표시가 가능한 사용자 단말기(400)의 조작버튼을 이용하여 주변환경을 파노라마식으로 살핀 뒤 도 5의 "다"와 같이 화면표시가 가능한 단말장치상의 커서 이동스위치(401)를 이용하여 주차위치를 선정한다. 선정된 주차위치는 다시 원격조종부(100)로 전송되어 공간크기나 주차경로 등을 고려하여 주차가 가능한지를 확인한 뒤 불가능할 경우 수정을 요구하고 가능한 경우 이를 사용자에게 알린다.

원격조종부(100)로부터 선정된 주차위치가 문제없다는 통보를 받으면 자동주차실행명령을 전송한다. 원격조종부(100)에서는 이를 수신한 후 원격으로 주차를 실행한다. 원격주차 수행 중 새로이 충돌 가능한 물체나 방해물체가 인지되면 최적의 주차경로를 재수정하고 충돌회피경로를 설정하여 원격주차를 완료시킨다. 주차완료가 되거나 주위환경의 변화로 원격주차 불능상태가 되면 이를 사용자의 화면표시가 가능한 단말장치로 각각의 상태를 통보한다.

그리고, 도 6은 차량에 장착되는 감지제어부의 구성도를 나타낸다.

감지제어부(200)는 입출력 신호 및 주변회로의 제어와 정보저장 등을 관장하는 주제어부(290)를 중심으로 외부 무선단말기와 인터페이스를 하는 무선통신인터페이스부(210), 차량주변환경을 카메라로 획득하는 영상처리부(330), 이를 360도 회전과 임의의 위치에 정지시키는 것을 제어하는 모터제어부(230)가 있고, 획득될 영상에 투사되어 영상 속의 임의의 위치를 판독 가능하게 하기 위해 표식(marker)을 투사하는 표식투사부(250), 현재차량의 속도나 기어위치 등을 인식하고 제어하는 차량상태인식제어부(270), 주차수행 중 주위물체를 인식하는 초음파센서 신호처리부(350)로 구성된다.

그 동작의 흐름을 살펴보면 키입력부(370)로 입력된 명령에 따라주제어부(290)는 무선통신 인터페이스부(210)를 통하여 원격조종부(100)로 신호를 송출한 뒤 준비상태에 들어간다. 그 후 원격조종부(100)센터로 수신된 명령이 무선통신 인터페이스부를 통하여 주제어부(290)로 전달되면 이에 따라 모타제어부(230)를 이용하여 카메라를 회전시키고, 표식투사부(250)를 통하여 표식을 투사한 뒤 영상을 취득한다. 그리고, 취득된 영상신호와 차량상태정보를 무선통신인터페이스부(210)를 통하여 원격조종부(100)로 전송한다. 또한, 원격조종부(100)에서는 차량에 장착된 감지제어부(200)로부터 전송되어온 정보를 수신한 뒤 이를 DB에 가공, 저장과 동시에 사용자 단말기(400)로 전송한다.

도 7(a) 및 도 7(b)는 사용자단말기의 화면 및 그 구성도를 나타낸 것이다.

일반사용자들이 가지고 사용하는 일반무선전화기(PCS, Cellular,..)등의 무선통신단말기와 연결하여 사용되는 사용자 단말기(400)는 원격조종부(100)에서 정보를 수신한 뒤 주차위치를 결정해주기 위한 장치이다. 즉, 사용자 무선통신단말기(410)를 통하여 전송되어온 화상정보를 인터페이스회로(420)를 통하여 화상메모리(450)에 저장한 후 디스플레이부(440)에 나타낸다. 또한, 화상정보의 원근 및 차량의 크기에 따라 정해진 모양의 커서(403)도 같이 표시된다. 커서(403)는 디스플레이부(440)에 나타나는 차량주변환경과 차량의 물리적크기를 고려하여 모양 및 크기가 결정되며 그림7a에 예를 나타낸다. 그리고 커서(403)를 이용하여 주차위치를 선택하는 것은 주차공간표시가 있는 공간의 경우 주차 가능한 여러공간이 있거나 주차공간표시가 없는 공간의 경우 어디에 주차를 하는 것이 적당한지를 컴퓨터를 이용한 알고리듬만으로는 스스로 선택하기가 어려운 문제이므로 사용자가 선택하여 자동주차를 할 수 있게 하기 위함이다. 사용자는 사용자단말기(400)의 키입력부(480)를 이용하여 차량주변환경에 대한 화상정보를 파노라마식으로 디스플레이 시키면서 커서 이동스위치(401)로 커서(403)를 적당한 위치로 움직여 주차위치를 화면상에 결정한 후 무선통신인터페이스부(210)를 통하여 원격조종부(100)로 전송한다.

그러면 원격조종부(100)는 사용자단말기(400) 화면상에 결정된 주차위치와 차량주변환경에 대한 영상정보사이의 위치정보를 일치시킨 후 주차위치가 적합한지, 주차경로가 가능한지를 계산하여 적합/부적합 여부를 무선통신단말기로 문자 혹은 음성으로 전송한다. 사용자는 이를 수신한 뒤 부적합통보이면 상기의 과정을 반복하고, 적합통보이면 자동주차명령을 전송한다. 원격조종부(100)는 자동주차명령을 수신하면 다시 도 6에 도시된 감지제어부(200)로 주차위치와 주차경로 및 방법을 전송한다. 수신된 명령에 따라 주제어부(290)는 차량상태 인식제어부(270)에 제어명령을 전송하여 주차제어를 실행시키고, 이와 동시에 초음파센서신호처리부(350)와 영상처리부(330)의 신호를 계속하여 원격조종부(100)로 전송한다.

도 8은 본 발명의 상세 구성도로서 도 6의 주제어부, 모터제어부, 무선통신인터페이스부 및 표식투사부의 상세블럭도를 나타낸다.

무선통신인터페이스부(210)는 근거리 무선통신을 위한 블루투스(bluetooth)인터페이스회로(212)와 RS-232, PCMCIA인터페이스 회로(213)를 구비하여 일반 무선통신단말기(211)와의 접속이 가능하게 한다. 그리고, 모터제어부(230)는주제어부(290)로부터 제어명령을 받으면 이를 데이터버퍼(235)를 통하여 그 내용을 일시저장 및 변환하여 버퍼링한 뒤 모터드라이브 회로(234)로 전달하여 모터(233)를 구동시킨다. 모터(233)의 구동시 위치정보는 엔코더(encoder;231)를 통하여 피드백 받은 후 전처리회로(232)를 통하여 필요한 형태로 변환하여 사용한다. 표식(marker)투사부(250)는 주제어부(290)로부터 투사명령이 전송되면 레이저다이오드 드라이브회로(252)를 구동하여 빛을 발광한 뒤 표식이 있는 표식투사장치(251)를 통하여 정해진 표식을 투사시킨다.

도 9는 영상처리부의 구성도를 나타낸다.

서브프로세서(334)는 발광구동부(332)를 통하여 영상취득시 야간이나 날씨 변화시 필요한 조도를 유지하기 위한 발광장치(스트로브스코프;331)를 구동시킨다. 발광부의 동작신호는 영상을 취득하기 위한 CCD카메라(337)의 외부동기신호로도 사용한다. 빛이 조사된 상태에서 CCD카메라(337)를 통하여 획득된 영상은 아날로그신호로 출력된다. 출력되는 아날로그신호는 A/D변환기(342)의 변환에 적합하도록 하기 위하여 버퍼앰프(338)를 통해 증폭도를 조정한다. 조정된 신호는 직류성분을 제거하기 위하여 클램프회로(339)를 통과시킨다. 한편 영상출력신호에 포함되어 있는 동기신호는 동기분리기(343)에 의해 분리되어 클램프타이밍을 알려주기 위해 클램프회로(339)에 인가된다. 버스트게이트회로(345)에 인가된 동기신호는 버스트클램프회로(339)를 사용하여 색신호를 분리한다. 직류성분이 제거된 신호는 일그러짐 방지를 위해 저역필터(340)를 거쳐 고주파신호를 차단시킨다. 필터링된 신호는 샘플링회로(341)를 통하여 샘플링되어 A/D변환기(342)에서 디지털값으로 변환된다. 클럭발생기(346)는 독립적으로 구성할 경우 동기를 맞추기 어려우므로 버스트게이트를 통과한 신호를 전압제어발진기와 위상동기루프회로를 구현하여 위상을 맞춘다. 그리고, 저주파필터를 통해 신호가 통과되면서 신호의 지연이 발생하는데 이 시간지연을 보정하기 위하여 시간지연회로(344)를 통과시켜 동기신호를 A/D변환기(342)에 동기시킨다. A/D변환기(342)를 통하여 변환된 신호는 데이터버퍼(336)를 통하여 화상메모리(335)에 저장된다. 저장된 화상정보는 서브프로세서(334)에 의해 압축이 실행된 뒤 인터페이스부(333)를 통하여 주제어부(290)로 전송된다.

도 10은 초음파센서 신호처리부의 구성을 나타낸다.

도 10에서 보면, 발진회로(356)에서 발생된 고주파신호는 주파수 가변회로(355)를 통하여 적정한 주파수를 출력한다. 출력된 신호는 필터가 내장된 파형정형회로(354)에서 직류성분을 제거한 뒤 승압회로(353)를 통해 초음파 트랜스듀서(357)발진에 필요한 전력을 공급한다. 발진된 진동에너지가 초음파 트랜스듀서를(357) 통해 외부로 전달된다. 초음파 트랜스듀서(357)를 통해 수신된 초음파신호는 아주 작아서 고이득 증폭회로(358)를 사용하여 증폭한다. 증폭된 신호는 검파회로(359)를 통하여 반송파에 실린 신호파를 검출한 뒤 파형정형회로(360)를 거쳐 필요한 형태로 바꾼 뒤 서브프로세서(352)로 보낸다. 파형정형회로(360)에서는 검출된 신호를 직류화시켜 A/D변환기가 내장된 서브프로세서(352)로 신호를 보낸다. 서브프로세서(352)는 수신 받은 신호를 내장프로그램에서 처리한 후 주위장애물과 충돌가능한 물체에 대한 인식정보를 인터페이스회로(351)를 통해 주제어부(290)로 전송한다.

도 11은 차량상태인식제어부의 구성도를 나타낸다.

도 11에서 보면, 차량상태인식제어부(270)는 주차를 위한 기본정보인 엑셀페달이 밟힌 정도를 나타내는 엑셀페달변위센서(271)와, 브레이크페달변위센서(272)와, 운전대의 방향을 나타내는 스테어링(steering)각도센서(273)와, 기어위치센서(274)와, 엔진의 회전수를 나타내는 RPM센서(275), 차량의 속도를 나타내는 속도센서(276) 등으로 이루어진 차량상태 감지 센서부를 구비한다. 이 각각의 센서들로부터 인가되는 아날로그 신호들은 신호전처리회로(277)를 거쳐서 증폭 및 필터링 된 후 A/D변환기(278)를 통하여 서브프로세서(281)로 전달되고, 펄스신호나 온/오프신호는 파형정형회로(279)를 거쳐서 필요한 형태로 가공한 뒤 펄스카운트회로와 데이터버퍼회로(280)를 거쳐서 서브프로세서(281)에 전달된다. 서브프로세서(281)에서는 주제어부(290)를 통해 전달된 제어명령과 메모리(282)에 내장된 프로그램에 의해 상기정보를 고려하여 주차를 위한 제어를 시도한다. 서브프로세서(281)는 차량제어를 ECU(Electrical Control Unit)를 통하여 하거나 직접 개별 구동기(Actuator)입력단자를 통하여 행한다. 즉, 엑셀페달변위입력(284), 브페이크 페달 변위입력(285), 기어위치 결정입력(286)에 따라 미리 주차경로와 방법이 결정되어 있으므로 기어 위치값, 스테어링각도 결정을 위한 스테어링 조정모타값, 엑셀값을 선정하여 차량을 제어한다. 그리고, 필요시 브레이크 조작을 위한 브레이크 입력값을 결정하여 제어한다. 제어조작시 서브프로세서(281)는 주차환경의 변화에 대비하여 주제어기와 통신하며 상황에 따라 제어내용을 변경한다.

상술된 구성을 갖는 본 발명의 동작 과정을 설명하자면 다음과 같다.

본 발명은 상술된 도 4에 나타낸 바와 같이 현재 구축되어 있는 무선인터넷환경을 이용하여 차량의 주변환경을 원격으로 모니터링하고 사용자에게 이 정보를 제공한 뒤 주차위치를 선택받은 후, 원격으로 주차를 할 수 있는 장치를 개발하는 것이다. 이를 위해서는 차량에 장착된 카메라와 레이저표식발생장치를 이용하여 차량주변의 주차 가능한 환경에 대한정보를 감지제어부가 받아서 1차 가공한 후 차량에 장착된 제어기의 무선통신인터페이스를 거쳐서 무선랜카드등의 무선전송장치를 통하여 외부 원격조종부로 전송한다. 원격조종부는 수신된 정보를 조종센터내의 서버에서 필요한 정보를 저장, 가공한 후 사용자에게 2차 가공된 정보를 화면표시가 가능한 단말장치로 전송한다. 사용자의 화면표시가 가능한 단말장치로 수신된 정보를 보고 사용자는 주차위치를 커서를 이용하여 설정한 뒤 자동주차명령을 내리면 원격조종부에서는 주어진 위치를 기준으로 초음파센서와 카메라 영상신호를 이용하여 최적의 주차경로와 방법을 설정한 뒤 주위의 충돌 가능한 물체를 인지하며 차량을 원격조종하여 주차를 시킨다. 원격주차 수행 중 새로이 충돌 가능한 물체나 방해물체가 인지되면 최적의 주차경로를 재수정하고 충돌회피경로를 설정하여 원격주차를 완료시킨다. 주차완료가 되거나 주위환경의 변화로 원격주차 불능상태가 되면 이를 사용자의 화면표시가 가능한 단말장치로 각각의 상태를 통보한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 무인주차 제어시스템은 무인으로 차량의 주차를 제어함으로써 주차공간에 대한 공간감각과 차량의 동적특성에 대하여 익숙하지 아니한 초보단계의 운전미숙자들이 불편없이 주차를 할 수가있으며, 이로 인하여 주차로 인한 시간소모와 정신적인 압박뿐 아니라 접촉사고 등을 줄일 수가 있으며, 비정상적인 주차로 인하여 다른 차량운전자에게 주는 피해를 줄일 수 있으며, 무선 인터넷 환경을 이용하므로써 장소와 위치의 상관없이 운전자의 이동통신 단말기를 이용하여 안전한 주차를 할 수 있는 효과가 있으며, 지속적으로 새로이 충돌 가능한 물체나 방해물체가 인지되면 최적의 주차경로를 재수정하고 충돌회피경로를 설정하여 원격주차를 완료시킴으로써 안전하고 편리한 주차를 할 수 있는 효과가 있는 것이며, 발광장치에 의하여 야간에도 무리없이 주차할 수 있는 효과가 있다.

Claims

무인주차 제어시스템에 있어서,

차량의 주변환경을 원격으로 모니터링하고, 사용자로부터 인가되는 차량의 주차정보를 입력받아 차량 주차제어신호를 상기 차량으로 전송하는 원격조정부;

차량 주변의 주차환경에 대한 정보를 감지하여 상기 원격조정부로 저송하는 감지 제어부;

상기 원격조정부로부터 인가되는 차량의 모니터링 정보를 인가받아 차량의 주차 정보를 입력할 수 있도록 하는 사용자 단말기; 및

상기 원격조정부의 제어신호에 따라 차량을 구동하여 주차가능하도록 하는 차량 구동수단을 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차 제어시스템.
제 1항에 있어서, 상기 감지 제어부는

사용자로부터 인가되는 입출력 신호에 따라 주변회로를 제어하고 외부와의 무선통신을 위한 제어신호를 출력하는 주제어부;

상기 주제어부의 제어신호에 따라 사용자 단말기와 무선 통신하기 위한 무선통신인터페이스부;

상기 차량의 주변환경에 대한 영상을 획득하는 영상처리부;

상기 주제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 영상처리부에서 획득된 영상의 위치를 제어하는 모터제어부;

상기 획득된 영상에 투사되어 영상속의 임의의 위치를 판독하는 표식 투사부;

차량의 속도나 기어위치 등을 인식하고 이를 제어하는 차량상태 인식제어부; 및

상기 차량의 주차수행 중 주위 물체를 인식하는 초음파 센서 신호처리부를 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차 제어시스템.
제 1항에 있어서, 상기 사용자 단말기는

사용자가 구비한 이동통신단말기와 화상정보를 무선교환하기 위한 인터페이스 회로;

상기 인터페이스회로를 통해 인가되는 화상정보를 저장하기 위한 화상메모리;

상기 저장된 화상정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부;

상기 인가되는 화상정보에 따라 사용자가 입력한 차량 위치 정보를 상기 디스플레이부에 통해 디스플레이하고 외부로 전송하도록 제어하는 마이크로 프로세서; 및

상기 디스플레이된 화면상에서 주차위치를 결정할 수 있도록 하는 커서와 이 커서를 움직이는 커서 이동스위치를 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차 제어시스템.
제 2항에 있어서, 상기 모터제어부는

상기 주제어부로부터 인가되는 제어명령을 일시저장하기 위한 데이터버퍼;

상기 감지제어부의 제어명령에 따라 상기 차량을 구동하기 위한 모터;

상기 검출된 차량의 위치정보를 피드백 받아 엔코딩하는 엔코더; 및

상기 엔코더로부터 인가되는 데이터를 변환하기 위한 전처리회로를 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차 제어시스템.
제 2항에 있어서, 상기 영상처리부는

날씨에 따라 필요한 조도를 유지하기 위한 발광장치;

상기 차량의 주변에 대한 영상을 취득하기 위한 CCD카메라;

상기 CCD카메라를 통해 취득된 영상의 증폭도를 조정하기 위한 버퍼앰프;

상기 버퍼앰프로부터 인가되는 영상의 직류성분을 제거하기 위한 클램프회로;

상기 영상의 동기신호를 분리하기 위한 동기분리기;

상기 영상에서 색신호를 분리하기 위한 버스트 게이트;

상기 클램프회로로부터 인가되는 신호에서 고주파신호를 차단하기 위한 저역필터;

상기 저역필터를 통해 인가되는 신호를 샘플링하여 신호처리하기 위한 샘플러 및 A/D변환기;

상기 A/D 변환기를 통해 인가된 정보를 저장하기 위한 화상메모리; 및

상기 화상메모리에 저장된 화상정보를 상기 인터페이스부로 전송하도록 제어하는 서브프로세서를 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차 제어시스템.
제 2항에 있어서, 상기 초음파센서 신호처리부는

인가되는 고주파신호를 가변하여 적정 주파수를 출력하기 위한 주파수 가변회로;

상기 주파수 가변회로로부터 인가되는 신호에서 직류성분을 제어하기 위한 파형 정형회로;

상기 파형 정형회로로부터 인가되는 신호에 따라 초음파신호를 발생하도록 하는 초음파 트랜스듀서; 및

상기 초음파 트랜스듀서로부터 인가되는 초음파 신호를 상기 인터페이스부로 전송하도록 제어하는 서브프로세서를 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차 제어시스템.
제 2항에 있어서, 상기 차량상태인식제어부는

상기 주차를 위한 기본정보를 검출하기 위한 차량상태 감지 센서부;

상기 감지 센세부로부터 인가되는 아날로그 정보들을 신호처리하기 위한 신호전처리회로;

상기 신호전처리회로로부터 인가되는 신호를 가공하여 상기 차량의 주차를 위한 제어신호를 출력하는 서브 프로세서를 구비함을 특징으로 하는 원격 무인주차제어시스템.