KR20030089687A - 차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

간단한 방법으로 능동 및 수동적인 승객의 안전을 개선시킬 수 있는, 차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 방법 및 장치를 제공하기 위해 차량 주변은 끊임없이 적어도 하나의 관련 정보의 출현에 대해 감시되고, 차량의 내부 공간은 적어도 한 사람(차량 승객)의 좌석 위치에 대해 감시되며, 적어도 하나의 관련 정보의 출현 및 좌석 위치가 인식될 경우, 상기 정보 및 좌석 위치와 관련한 신호는 분석 유닛(22)에 제공되고, 상기 분석 유닛(22)은 차량의 적어도 하나의 능동 및/또는 수동 안전 시스템을 적어도 하나의 인식된 관련 정보 및 적어도 한 명의 승객의 인식된 좌석 위치에 따라 제어한다.

Description

차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 방법 및 장치 {Method and device for influencing at least one parameter on a vehicle}
간행물(IEEE 인텔리전트 차량 심포지움, 2000년 10월,U.Franke), "도시 교통 실황 파악을 위한 실시간 스테레오 감시장치" 에 3차원 영상의 녹화를 위한 스테레오 카메라를 포함하는 영상기록 장치에 의해 차량의 주변을 기록하는 것이 공지되어 있다. 녹화된 장면을 분석함으로써 예컨대 차량 주변의 다른 차량, 승객 또는 사물의 위치가 조사될 수 있다. 이러한 정보 덕분으로 차량의 종-및/또는 횡방향 주행은 조절기에 의해 영향을 받으므로, 운전자는 차량주행시 보호되고, 승차감 및 교통 안전이 개선될 수 있다. 예컨대 위험한 충돌시 자동 회피조작 또는 브레이크 조종은 충돌을 방지하거나 적어도 충돌 에너지를 감소시킨다.
또한 레이더 장치, 광선 레이더 장치 또는 초음파 센서를 이용하여 차량의 주변을 감시하는 것이 공지되어 있다. 또한 차량의 주변을 감시하기 위해 정밀 위성 위치 확인 시스템(DGPS/INS)을 이용하는 것이 제안된다.
US-PS 5,983,147 호에 비디오 센서, 특히 스테레오카메라를 이용하여 자동차조수석의 장면을 감시하는 것이 공지되어 있다. 녹화된 영상을 분석함으로써 조수석이 착석되었는지 조사된다. 조수석이 착석된 것이 확인되면, 거기에 성인 또는 아이 또는 다른 사물이 위치하는지가 조사된다. 이렇게 얻어진 정보에 따라 조수석 에어백의 제어가 영향을 받을 수 있다. 공지된 바에 따라 에어백의 작동은 특히 작은 사람에게 - 에어백에 대해 비교적 좁은 거리 때문에 - 에어백 작동시 더많은 부상의 위험을 안긴다. US-PS 5,983,147 호에 공지된 방법에 의해 조수석 승객의 머리 및 가슴 영역이 인식될 경우 에어백이 펼쳐지는 범위에 사고시 조수석 에어백이 작동되지 않을지 또는 완전히 작동되지 않을 것인지 결정될 수 있다.
또한 차량의 주변 감시에 의해 예컨대 조종 장치, 브레이크, 가스와 같은 차량의 능동적 안전 시스템에 영향을 주고, 차량 내부 공간의 감시에 의해 예컨대 에어백, 시이트 벨트 텐셔너와 같은 수동적 안전 시스템에 영향을 주는 것이 공지되어 있다. 능동 및 수동적인 안전을 위한 상기 공지된 작동 가운데 예상치 못한 상호작용이 나타난다. 예컨대 다량의 운송수단으로 인한 충돌 전에 능동적인 브레이크 결합에 의해 차량 내부 승객의 위치가 변하고, 따라서 차량 승객의 머리-가슴 부분이 에어백이 펼쳐지는 범위에 도달할 수 있다. 바람직하지 못한 경우에는 승객의 위험이 능동적 브레이크 조종에 의해 높아질 수 있다.
본 발명은 간단한 방법으로 능동 및 수동적인 승객 안전 장치가 개선될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 기본 목적으로 한다.
본 발명은 차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 차량의 개략적 투영도.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도.
본 발명에 따라 상기 목적은 청구항 제 1항에 언급된 특징을 포함하는 방법에 의해 달성된다. 차량 주변이 적어도 하나의 관련 정보에 대해 감시됨으로써 차량 내부 공간은 적어도 한 승객에 대해 감시됨으로써 적어도 하나의 관련 정보가 나타나고, 현재 위치가 인식되는 경우 상기 정보 및 현재 위치에 대응하는 신호가 분석 유닛에 전달될 수 있고, 분석 유닛은 차량의 적어도 하나의 능동 및/또는 수동 안전 시스템이 적어도 하나의 인식된 관련 정보 및 적어도 한 승객의 인식된 현재 위치에 따라 제어함으로써, 능동적이고 수동적인 안전 조치의 작동이 서로 조합가능하다. 특히 능동 및 수동적인 안전 조치 사이에서뿐만 아니라 승객 안전은 능동 및 수동적인 안전 시스템에 통합된 결합에 의해 보장될 수 있다. 따라서 능동 및 수동적인 안전 장치 기능의 상호 영향은 한편으로는 예측가능하므로 제어가능하고, 다른 한편으로는 매우 유용해 진다.
본 발명에 따라 상기 목적은 청구항 제 15항에 제시된 특징을 포함하는 장치에 의해 달성된다. 상기 장치는 차량 주변을 감시하기 위한 적어도 하나의 장치 및 차량 내부 공간을 감시하기 위한 적어도 하나의 유닛을 포함하고, 감시 장치에 의해 전송된, 차량 주변에 관련 정보의 출현 및 차량 내부 공간의 적어도 한 승객의 현 위치에 대응하는 신호를 분석하기 위한 분석 유닛을 구비하고, 상기 분석 유닛은 바람직하게 감시 신호에 따라 적어도 하나의 능동 및/또는 수동 안전 시스템을 통합 제어할 수 있는 수단을 포함함으로써 공지된, 신차량에 규정에 따라 제공되는 차량 부품에 최소의 비용으로 능동 및 수동 안전 시스템의 통합된 자동 제어를 가능하게 하기 위해 서로 결합 가능하도록 달성된다. 따라서 승객 안전은 특히 차량 주변에 나타나는 관련 정보에 따라, 차량 내부 공간의 한 승객의 현 위치를 고려하여 최대로 보장된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 나머지 종속 청구항에 제시된 특징에 나타나 있다.
하기에서 본 발명은 첨부된 도면에 의한 실시예에서 상세화 된다.
도 1은 차량(10)을 투영도로 개략적으로 도시하며, 상기 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는, 전체적으로 100으로 표시된 장치를 포함한다. 장치(100)는 차량 주변의 감시를 위한 전체적으로 12로 표시된 유닛을 구비한다. 유닛(12)은 예컨대 부품으로서 대체로 차량 종축선에 배치된, 분별하는 레이저 센서(14), 좌측 또는 우측 정측면 영역에 배치된 - 근접 영역을 커버하는 - 레이저 센서(16) 및 특히 루프(roof) 영역에 배치된 예컨대 스테레오-비디오-센서로 형성된 영상 감지 유닛(18)을 구비한다. 센서(14,16,18)를 포함하는 유닛(21)은 공지된 바대로 다른 차량, 사람 및/또는 사물의 존재 여부를 감지하도록 차량 주변을 감시하도록 설계된다.
또한 장치(100)는 유닛(20)을 포함하고, 상기 유닛은 예컨대 영상 감지 유닛, 특히 스테레오-비디오-센서로 형성된다. 유닛(20)에 의해 공지된 바와 마찬가지로 차량 내부 공간이 감시될 수 있으며, 승객의 현재 위치, 예컨대 운전석, 조수석 및/또는 뒷좌석에 대해 탐지될 수 있다.
유닛(12,20)의 개별 부품은 분석 유닛(22)과 연결되고, 상기 분석 유닛은 개별적으로 도시되지 않은 프로세서, 메모리 소자와 같은 것을 포함한다. 이런 경우 유닛(12)은 차량 주변의 감시 신호를 분석 유닛(22)에 전송하고, 차량 주변에 관련 정보가 나타날 경우, 예컨대 차량, 승객 및/또는 사물의 인식이 분석 유닛(22)에 의해 대응하는 정보 신호로 발생된다.
동시에 분석 유닛(22)에 의해 유닛(22)에 전송된 신호가 감시되고, 차량 내부에서 적어도 한 승객의 현 위치가 인식되는 경우 상기 현 위치에 대응하는 위치 신호가 발생된다.
정보 신호와 위치 신호는 분석 유닛(22)에서 설명된 방법으로 서로 결합된다.
또한 분석 유닛(22)은 조종부재(24), 예컨대 전기, 유압 및 또는 공기 압축식으로 작동하는 조종부재와 연결되고, 상기 조종부재에 의해 구동기, 브레이크, 조종 장치의 제어가 이루어질 수 있다. 즉 조종부재(24)는 차량(10)의 능동적인 안전 시스템의 영향을 주는데 적합하다. 또한 분석 유닛(22)은 조종부재(24)와 연결되고, 상기 조종부재에 의해 예컨대 에어백 모듈, 시이트 벨트 텐셔너와 같은 차량(10)의 수동적인 안전 시스템을 제어할 수 있다.
분석 유닛(22)은 통신 유닛(28)과 연결되어 있으며, 상기 통신 유닛에 의해 차량(10)의 통신이 다른 차량 및/또는 상위 교환국과 가능하다.
도 1의 도면은 개략적으로 이루어져 완전하지 않다. 따라서 유닛(12) 및 유닛(20)은 차량 주변 및 차량 내부 공간의 감시에 적합한 다른 부품을 갖는다. 특히 개별 부품들은 유닛에 통합되도록 할 수 있다. 따라서 예컨대 영상 감지 유닛(18) 및 유닛(20)의 영상 감지 유닛과 분석 유닛(22)은 공동의 모듈로 통합될 수 있으며, 상기 모듈은 예컨대 차량의 루프 영역에 배치된다.
도 2에 의해 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 본 발명에 따른 방법이 상세히 설명된다.
예컨대 차량(10)의 구동기가 작동함으로써 상기 방법이 시작된 후, 제 1 단계(30)에서 차량 주변의 감시를 위한 유닛(12)의 관찰 신호와 차량 내부 공간의 감시를 위한 유닛(20)의 위치 신호가 감지된다. 바람직하게 유닛(12 및 20)의 부품의 제어는 분석 유닛(22)에 의해 이루어지도록 하므로, 분석 유닛(22)에 의해 감지된 신호로부터 특히 분류된 관련 정보는 계속 추적될 수 있다. 또한 유닛(12 및/또는 20)의 부품에 의해 인식된 정보는 동일한 유닛(12 및 14)의 다른 부품의 신호와 맞추어 조정됨으로써 바람직하게 확인된다.
또한 단계(30)에서 분석 유닛(22)에 동시에 통신 유닛(28)에 의해 차량 상태의 정보(32)로서 차량(10) 주변에 있는 다른 차량이 전송될 수 있다. 분석 유닛(22)은 차량 주변의 차량, 사람 및/또는 사물의 존재 여부 등의 차량 승객의 현재 위치 및 경우에 따라서는 차량 주변에 위치한 다른 차량의 운행 상태에 해당하는 정보를 처리한다.
다음 단계(34)에서 상기 정보를 이용하여 차량(10) 주변에 위치한 차량, 사람 및/또는 사물 그리고 차량 승객의 운동학이 차량의 계획된 고유 운동을 고려하여 예상된다. 이때 예컨대 운동학적 시스템 방정식을 포함하는 칼만(Kalman) 필터가 사용된다(이것은 예컨대 "Estimation and Tracking principles, techniques and Software" Artech House, 1995, Y.Bar-Shalom and X.-R.Li 에 공지된 바와 같다). 이러한 운동학적 시스템 방정식은 다른 차량의 정각궤도에 해당하는 정보(32)에 의해 보충될 수 있다.
다음 단계(36)에서 원래 차량(10) 및 차량 승객의 운동학과 마찬가지로 차량(10) 주변의 다른 차량의 운동학은 현재 안전 상태와 관련하여 평가된다. 이때 평가 기준은 예컨대 제공된 정보로부터 주어진, 차량(10) 주변의 모든 차량, 사람 및/또는 사물과 차량(10)의 소위 타임 투 컨텍(time-to-comtact)이다. 이러한 "타임 투 컨텍"은 차량(10) 주변의 어느 하나의 차량, 사람 및/또는 사물의 예정된 정각궤도가 차량(10)과 교차할 때까지 흐르는 시간을 말한다. 따라서 차량(10) 주변의 차량, 사람 및/또는 사물과의 충돌 시점은 각각 관계된 요소의 순간 동력학에 의해 검출된다. 이렇게 검출된 시간(time-to-contact)이 사전 설정 가능한 한계값을 초과하면, 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터에 승객의 안전을 극대화 하는데 영향을 주는 결정단계(38)가 실행된다. 상기 결정단계(38)에 의해 승객의 안전이 최적을 보장되는 것이 확인되면, 어떠한 개입도 일어나지 않고, 고유 차량 파라미터는 통신 유닛(28)을 통해 관련된 다른 차량에 전달된다. 결정단계(38)("비개입 안전?")가 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 것이 실행되어야 함을 알리면, 정보는 마찬가지로 통신 유닛(28)에 의해 고유의 예정된 정각궤도로 주변의 관련 차량에 관계한다. 상기 차량의(상응하는 장비가 제공되는 경우) 안전은차량의 적어도 하나의 파라미터의 영향을 주도록 진행되는 방법에 대응하여 평가되고, 대응하는 조치, 즉 차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 대응조치가 시작될 수 있다.
또한 사전 설정 가능한 한계값의 미달시 일시적인 상황에 의해 차량 승객의 안전을 최대화하기 위해 차량(10)의 어떠한 파라미터에 어떠한 영향이 일어날 수 있는지 확정되면서, 단계(40)가 작동된다. 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터에 주는 영향은 차량(10) 주변의 차량, 사람 및/또는 사물과의 충돌을 방지하거나 또는 충돌 에너지를 최대로 저지하는 것을 목적으로 차량(10)의 운행조종을 실시하게 하고, 동시에 차량 승객의 부상 위험은 수동적인 안전 장치(에어백, 시이트 벨트 텐셔너)에 의해 고려된다.
가능한 물리적인 운행조종으로 예컨대 몇 가지가 선택될 수 있다:
- 현 조향각 고정시 최대 제동압력에 의한 모든 차륜의 풀 브레이킹(full breaking);
- 직진 조종시 최대 제동압력에 의한 모든 차륜의 풀 브레이킹;
- 차륜의 자유 회전시 도달 가능한 측면 가속이 초과되지 않도록 좌측으로 향한 최대 조종 임펙트;
- 차륜의 자유 회전시 도달 가능한 측면 가속이 초과되지 않도록 우측으로 향한 최대 조종 임펙트;
- 동시 최대 가능 제동 압력에서 사물이 최대 충돌 위험에 노출되지 않도록 좌측 또는 우측으로 향한 최대 조종 임펙트;
- 브레이크 및 최종적으로 의도된 조종에 의한 현재 상태의 연장.
상기 열거한 사항만으로 완전하지 않으며, 다른 적절한 물리적 운행 조정을 포함할 수 있다.
각기 물리적으로 가능한 운행 조종에 있어서 이미 언급된 기준에 의해 차량 안전의 극대화 관점에서 차량 주변의 차량, 사람 및/또는 사물의 정각궤도 및 차량(10) 내부에 있는 승객의 정각궤도가 미리 결정된다. 하나의 조종이 승객의 미리 결정된 사전 변위를 - 예컨대 에어백이 펼쳐지는 범위 내에서 - 야기하는 경우, 대응하는 조종이 수동 안전 시스템(안전벨트 텐셔너 등)의 제어에 의해 보충되고 새롭게 산출된다. 차량 승객(유닛(20)에 의해 현재 위치를 확인함으로써 공지)의 사전 변위가 나타나면, 에어백의 최적으로 작동하기까지 남아있는 시간이 산출된다. 상기 시간이 작동 한계값 이하에 있으면, 에어백을 작동하도록 대응하는 조종이 보충된다. 차량 승객의 현재 위치를 고려하여 에어백이 펼쳐짐으로써 차량 승객에 대한 부상의 위험을 최소화하기 위해 에어백의 부분적 활성화 또는 에어백의 비활성화가 조회된다. 경우에 따라서는 이때 에어백의 비활성화 및 부분 활성화가 차량(10)의 예정된 충돌 방향 및/또는 충돌 에너지에 맞추어 조정된다. 각각의 경우에 사용되는 차량(10)의 능동 및 수동 안전 시스템의 통합된 제어기 또는 작동이 실행됨으로써 차량(10)의 승객의 안전을 최대화하는 것이 목표이다.
다음 단계(42)에서 앞에서 규정된 가능한 운행 조종에서 차량 승객의 부상을 최소화할 수 있는 운행 조종이 선택된다. 이러한 부상의 강도의 추정은 관계된 요소의 정각궤도로부터 일반적으로 공지된다. 예컨대 예상되는 부상의 강도는 한 사람의 차량 승객마다 3 ms 동안 도달되는 최대 가속에 의해 판단된다. 충돌을 피하는 어떠한 운행 조종도 불가능한 경우가 발생하면, 운행 조종은 차량 승객에게 최소로 기대되는 부상 강도에 의해 선택된다. 이러한 선택에 대응하여 단계(42)에서 조종부재(24 및/또는 25)에 조종 명령이 실행된다.
최소 부상 강도에 의해 운행 조종이 실행됨으로써 특히 동시에 응급 경보(통신 유닛(28)에 의해)가 발생되고 및/또는 승객 경보 유닛(예를 들어 청각 및/또는 시각적으로)이 활성화된다.
동시에 단계(44)에서 선택된 운행 조종 및 그로 인해 발생하는 큰 커브로서 정각궤도가 상기 단계에 다시 제공되어 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터가 영향을 주는 방법은 주기적으로 진행된다. 동시에 선택된 운행 조종은 통신 유닛(28)에 의해 차량(10)의 주변에 위치한 다른 차량 및/또는 상위 교환국에 주의를 요하도록 보고될 수 있다.
차량 승객의 안전을 극대화하기 위해 상황 감지 및 그것으로부터 발생하는 운행 조종 선택의 주기적 진행에 의해 도입된 조종은 연속적으로 실행되고, 변화하는 조건, 특히 지금까지 차량(10)의 변형된 정각궤도에 의해, 그리고 상기 정각궤도는 인지된 주변의 차량, 사람 및/또는 사물 또는 차량 내부의 차량 승객의 정각궤도에 비례하여 실제 상황에 적응되고, 경우에 따라서는 보정된다.

Claims (19)

  1. 차량의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 방법에 있어서,
    차량 주변은 적어도 하나의 관련 정보의 출현에 대해 감시되고, 차량 내부는 적어도 한 사람(승객)의 현재 위치에 대해 감시되고, 적어도 하나의 관련 정보가 나타나고 현재 위치가 인식되는 경우 상기 정보 및 현재 위치에 대응하는 신호가 분석 유닛(22)에 안내되고, 상기 분석 유닛(22)은 차량(10)의 적어도 하나의 능동 및/또는 수동 안전 시스템을 적어도 하나의 인식된 관련 정보 및 적어도 한 사람의 인식된 현재 위치에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 관련 정보로서 차량 주변의 차량, 사람 및/또는 사물의 인식이 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 분석 유닛(22)은 관련 정보 및 현재 위치의 인식을 위해 감시 유닛(12,20)의 부품을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 유닛(22)은 관련 정보 및 현재 위치에 대응하는 신호를 서로 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 차량 상태에 추가하여 차량 주변에 위치하는 다른 차량이 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 차량 주변에서 검출된 차량, 사람 및/또는 사물의 운동학 및 차량 승객의 운동학이 예정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 현재 안전 상태와 관련하여 운동학이 평가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 평가 기준으로 "타임 투 컨텍(time-to-contact)" 가 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현재 안전 상태에 사전 설정 가능한 임계값의 미달시 차량의 물리적 운행 조종의 실행을 위해 차량의 안전을 최대화하는데 차량의 어떠한 파라미터에 영향을 주는지 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 차량의 파라미터로 제동 및/또는 조종 및/또는 가속 및/또는 에어백 및/또는 시이트 벨트 텐셔너에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정된 물리적 운행 조종에 있어서 각각 차량 주변의 차량, 사람 및/또는 사물의 정각궤도, 원래 차량의 정각궤도 및 차량 승객의 정각궤도가 예정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 결정된 물리적 운행 조종으로부터 차량 승객의 최소 부상 강도가 예상되는 운행 조종이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 현재 안전 상태 평가시 실행된 운행 조종의 정각궤도가 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운행 조종의 실행에 의해 비상 경보 및/또는 승객 경고 유닛이 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 차량 주변의 감시를 위한 적어도 하나의 유닛(12), 차량 내부의 감시를 위한 적어도 하나의 유닛(20), 감시 유닛(14,16,18)에 의해 전송된, 차량 주변의 관련 정보의 출현 및 차량 내부의 적어도 한 사람의 현재 위치에 대응하는 신호를 평가하는 분석 유닛(22)을 포함하며, 감시 신호에 따라 적어도 하나의 능동 및/또는 수동 안전 시스템이 통합되어 제어 가능한 차량(10)의 적어도 하나의 파라미터에 영향을 주는 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 유닛(12)은 멀리까지 미치는 레이저 센서(14) 및/또는 가까이에 미치는 레이저 센서(16) 및/또는 영상 감지 유닛(18), 특히 스테레오-비디오-센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 유닛(20)은 영상 감지 유닛(18), 특히 스테레오-비디오-센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유닛(12,20)의 적어도 개별 부품 및 분석 유닛(22)은 하나의 부품에 통합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 1항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 유닛(22)은 차량(10)의 능동 및 수동 안전 시스템에 작동 또는 영향을 주기 위해 조종부재(24,26)와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
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