KR20070091931A - Vehicles automatic parking system and the control method to use distance sensor and camera - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략적인시스템 구성을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a schematic system configuration according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작동흐름을 나타낸 순서도.2 is a flow chart showing the operating flow according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 : 카메라부 20 : A/D컨버터부10: camera unit 20: A / D converter unit
30 : 영상신호처리부 40 : 디스플레이부30: image signal processor 40: display unit
50 : 센서감지부 60 : 제어부50: sensor detection unit 60: control unit
70 : 모터구동부70: motor drive unit
본 발명은 차량 자동 주차 시스템에 관한 것으로, 특히 거리 센서 및 전후방 카메라를 이용하여 차량 근처의 장애물을 감지하고, 핸들각 센서 및 차고 센서, 속도 센서 신호를 입력받아 차량의 예상 주행 궤적을 계산하여 차량을 원하는 위치에 자동으로 주차시킬 수 있도록 한 차량 자동 주차 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle automatic parking system, and in particular, to detect obstacles near a vehicle using a distance sensor and front and rear cameras, and to calculate an expected driving trajectory of the vehicle by receiving a steering wheel angle sensor, a garage sensor, and a speed sensor signal. The present invention relates to a vehicle automatic parking system and a control method thereof for automatically parking a vehicle in a desired position.
종래에 차량 주차를 위해서는 운전자가 차량 전후좌우의 상황을 판단하면서 수동으로 소정 주차공간에 차량을 안착시켜야 하나, 상기 과정은 운전자에게 많은 불편함을 동반하며, 특히 야간 주차 또는 운전초보자와 같이 운전에 미숙한 상태의 경우에는 주차 시 장애물과의 추돌로 인하여 자차 및 장애물이 되는 차량이 손상되게 되는 문제점이 있었다.Conventionally, in order to park a vehicle, the driver has to manually settle the vehicle in a predetermined parking space while judging the situation of the front, rear, left, and right of the vehicle. In the immature state, there is a problem in that the vehicle becomes an obstacle and the vehicle due to the collision with the obstacle when parking.
한편, 근래의 차량에는 주차 시 후방의 장애물을 감지하여 운전자에게 경보함으로써 운전자의 육안으로 용이하게 확인되지 않은 장애물의 유무를 식별하여 후방 장애물과의 추돌을 방지할 수 있도록 한 시스템이 개발되어 있다. 그러나, 이러한 후방 장애물 추돌방지장치의 경우에는 운전자가 카메라의 영상만을 가지고 장애물의 위치를 계산함으로써 야간이나 안개 등 악천후 시에 거리 계산의 정확성이 한계가 있으며, 이 경우 역시 결국 운전자의 수동 조작에 의해 주차가 되는 방식을 사용하기 때문에 운전자의 미숙한 운전 및 부주의로 인하여 이미 주차되어 있는 차량 및 장애물과의 잦은 추돌이 발생하는 문제점이 있는 것이다. Meanwhile, in recent vehicles, a system has been developed to detect an obstacle behind the vehicle and alert the driver to identify an obstacle that is not easily identified by the driver's naked eye to prevent a collision with the rear obstacle. However, in the case of such a rear obstacle collision prevention device, the driver calculates the position of the obstacle using only the image of the camera, thereby limiting the accuracy of the distance calculation in bad weather such as at night or in the fog. Because the parking is used, frequent collisions with the already parked vehicles and obstacles occur due to the immature driving and carelessness of the driver.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동 주차 시 거리 센서 및 카메라 영상을 같이 이용하여 차량에 근접한 장애물과의 거리를 계산함으로써 모든 구역에서 거리 측정의 정확도를 높일 수 있으며, 이에 따라 거리 계산의 오차에 따른 추돌사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 거리 센서 및 카메라를 이용한 차량 자동 주차 시스템을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention by using the distance sensor and the camera image at the time of automatic parking together by calculating the distance to the obstacle close to the vehicle accuracy of the distance measurement in all zones In order to prevent the collision due to the error of the distance calculation, it is possible to provide an automatic vehicle parking system using a distance sensor and a camera.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 차량 외부의 소정 위치에 설치되어 차량에 근접한 장애물을 감지 및 촬영하고, 촬영된 영상신호를 출력하는 카메라부와, 상기 카메라부로부터 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환시키는 A/D컨버터부와, 상기 A/D컨버터부로부터 입력된 디지털 영상신호를 처리하여 거리를 계산하고 차량의 예상 주행 궤적을 디스플레이부에 오버레이 시켜주는 영상신호처리부(DSP)와, 상기 영상신호처리부로부터 입력받은 예상 주행 궤적을 운전자에게 보여주고 HMI 기능을 수행하는 디스플레이부와, 각종 센서를 이용하여 장애물과의 거리 및 차량 기어상태, 핸들각, 차속, 차고를 감지하여 이에 해당하는 감지신호를 출력하는 센서감지부와, 상기 영상신호처리부 및 센서감지부로부터 입력받은 감지신호를 분석하여 차량과 장애물과의 거리 및 차량주행상태를 판별하고, 자동 주차 모드를 수행하기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 제어부(CPU)와, 상기 제어부의 제어신호에 따라 핸들, 액셀레이터, 브레이크, 기어 모터의 작동을 제어하는 모터구동부로 이루어짐을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is installed in a predetermined position outside the vehicle to detect and photograph obstacles in close proximity to the vehicle, and outputs the captured image signal, and an analog image signal input from the camera unit An A / D converter for converting a digital image signal into a digital image signal, and an image signal processor (DSP) for calculating a distance by processing a digital video signal input from the A / D converter and overlaying an expected driving trajectory of the vehicle on the display unit (DSP). ), A display unit for displaying the expected driving trajectory received from the image signal processing unit to the driver and performing an HMI function, and detecting a distance from an obstacle, a vehicle gear state, a steering wheel angle, a vehicle speed, and a garage by using various sensors. Sensor detection unit for outputting a corresponding detection signal, and the detection signal received from the image signal processing unit and the sensor detection unit The controller determines the distance between the vehicle and the obstacle and the vehicle driving state, and outputs a predetermined control signal for performing the automatic parking mode, and the handle, accelerator, brake, and gear according to the control signal of the controller. Characterized in that it consists of a motor drive unit for controlling the operation of the motor.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 카메라부와 A/D컨버터부와, 영상신호처리부와, 디스플레이부와, 센서감지부와, 제어부와, 모터구동부로 구성되는 차량 자동 주차 시스템의 제어방법에 있어서, 전원이 인가됨에 따라 영상신호처리부 및 제어부를 포함한 시스템이 초기화되는 제1단계와, 상기 카메라부가 차량 주위 영상 및 차량에 근접한 장애물을 촬영하여 이에 상응하는 아날로그 영상신호 를 출력하고, 상기 A/D컨버터부가 상기 카메라부로부터 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환시켜 영상신호처리부로 출력하는 제2단계와, 상기 마이컴이 센서감지부로부터 예상 주행 궤적을 구하는데 필요한 기본정보인 장애물 거리, 기어위치, 핸들각도, 차량속도, 차고 등의 센서감지신호를 상기 영상신호처리부로 출력하는 제3단계와, 상기 영상신호처리부가 상기 A/D컨버터부로부터 입력된 디지털 영상신호 및 상기 제어부로부터 입력된 각종 센서감지신호를 처리하고, 이에 따른 차량의 예상 주행 궤적을 계산하여 자동 주차가 가능한 지의 여부를 판별하는 제4단계와, 상기 제4단계의 판별 결과, 만약 자동 주차가 가능한 경우 상기 영상신호처리부가 디스플레이부 및 음성안내를 통해 운전자에게 자동 주차 가능 정보를 알려주는 제5단계와, 운전자가 자동 주차 모드를 ON 시켰는지의 여부를 판별하는 제6단계와, 상기 제6단계의 판별 결과, 만약 자동 주차 모드가 ON 된 경우에는 시스템이 자동 주차 모드로 진입하게 되면서 상기 제어부가 상기 모터구동부를 제어하여 자동 주차 동작을 수행하는 제7단계로 이루어짐을 특징으로 한다.The method of the present invention for achieving the above object is a control of the automatic vehicle parking system comprising a camera unit, an A / D converter unit, an image signal processing unit, a display unit, a sensor detection unit, a control unit, and a motor driving unit. In the method, the first step of initializing the system including the image signal processing unit and the control unit when the power is applied, and the camera unit outputs the analog video signal corresponding to the image around the vehicle and obstacles close to the vehicle, A second step in which an A / D converter converts an analog video signal input from the camera unit into a digital video signal and outputs it to a video signal processor; and an obstacle that is basic information necessary for the microcomputer to obtain an expected driving trajectory from a sensor detection unit. Third stage for outputting sensor detection signals such as distance, gear position, steering wheel angle, vehicle speed, and garage to the image signal processor And the image signal processor processes the digital image signal input from the A / D converter and various sensor detection signals input from the controller, and calculates an expected driving trajectory of the vehicle to determine whether automatic parking is possible. A fourth step of discriminating and a result of the determination of the fourth step, if automatic parking is possible, a fifth step of informing the driver of the automatic parking available information through the display unit and voice guidance, if the automatic parking is possible; A sixth step of determining whether the parking mode is turned on and the determination result of the sixth step, if the automatic parking mode is turned on, the system enters the automatic parking mode and the control unit controls the motor driver. And a seventh step of performing an automatic parking operation.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면 상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in describing each of the drawings, the same components have the same reference numerals as much as possible even though they are shown on different drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 구성을 나타낸 블록도로써, 본 발명에 따른 거리 센서 및 카메라를 이용한 차량 자동 주차 시스템은 카메라부(10) 와 A/D컨버터부(20)와, 영상신호처리부(30)와, 디스플레이부(40)와, 센서감지부(50)와, 제어부(60)와, 모터구동부(70)로 이루어진다.1 is a block diagram showing a system configuration according to an embodiment of the present invention, the vehicle automatic parking system using a distance sensor and a camera according to the present invention includes a
상기 카메라부(10)는 차량의 전후방 및 좌우측 소정 부위에 장착되는 복수의 카메라(미도시)를 포함하여 구성되며, 차량 주위 영상 및 차량에 근접한 장애물을 촬영하여 이에 상응하는 아날로그 영상신호를 출력한다.The
상기 A/D컨버터부(20)는 상기 카메라부(10)로부터 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환시켜 영상신호처리부(30)로 출력한다. The A /
상기 영상신호처리부(30)는 상기 A/D컨버터부(20)로부터 입력되는 디지털 영상신호와 마이컴으로부터 입력되는 각종 센서감지신호, 즉, 장애물 거리 및 기어상태, 핸들각도, 차량속도, 차고 등의 센서감지신호를 입력받아 차량의 최종 예상 주행 궤적을 계산하여 디스플레이부(40)에 오버레이 시키고, 이 정보를 다시 상기 마이컴으로 송신하여 자동 주차 동작을 수행할 수 있도록 한다.The image
상기 디스플레이부(40)는 상기 영상신호처리부(30)로부터 입력받은 차량의 예상 주행 궤적을 운전자에게 보여주고, 터치스크린을 통해 운전자로부터 키입력을 받는 HMI(Human Machine Interface) 기능을 수행한다. The
상기 센서감지부(50)는 거리감지센서, 차고센서, 조향휠센서, 스피드센서 등의 각종 센서를 이용하여 장애물과의 거리 및 차량 기어상태, 핸들각, 차량속도, 차고를 감지하여 이에 해당하는 감지신호를 상기 제어부(60) 출력한다.The
상기 제어부(60)는 상기 영상신호처리부(30) 및 센서감지부(50)로부터 입력받은 감지신호를 분석하여 차량과 장애물과의 거리 및 차량주행상태를 판별하고, 자동 주차 모드를 수행하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다. The
상기 모터구동부(70)는 상기 제어부(60)의 제어신호에 따라 핸들, 액셀레이터, 브레이크, 기어 모터의 작동을 각각 제어함으로써 차량의 자동 주차 모드 동작을 수행하는 것이다.The
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 작동흐름을 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to Figure 2 the operating flow according to an embodiment of the present invention configured as described above.
먼저, 본 발명에 따른 자동 주차 시스템이 Power On 되면, 영상신호처리부(30) 및 제어부(60)를 포함한 시스템이 초기화된다.(S11) First, when the automatic parking system according to the present invention is powered on, the system including the
이어, 상기 카메라부(10)가 차량 주위 영상 및 차량에 근접한 장애물을 촬영하여 이에 상응하는 아날로그 영상신호를 출력하고, 상기 A/D컨버터부(20)는 상기 카메라부(10)로부터 입력된 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환시켜 영상신호처리부(30)로 출력한다.(S12)Subsequently, the
또한, 이와 동시에 상기 제어부(60)가 센서감지부(50)로부터 예상 주행 궤적을 구하는데 필요한 기본정보인 장애물 거리, 기어위치, 핸들각도, 차량속도, 차고 등의 센서감지신호를 상기 영상신호처리부(30)로 출력하게 된다.(S13)In addition, at the same time, the image signal processing unit transmits sensor detection signals such as obstacle distance, gear position, steering wheel angle, vehicle speed, and garage, which are basic information necessary for the
이어, 상기 영상신호처리부(30)가 상기 A/D컨버터부(20)로부터 입력된 디지털 영상신호 및 상기 제어부(60)로부터 입력된 각종 센서감지신호를 처리하고, 이에 따른 차량의 예상 주행 궤적을 계산하여 디스플레이부(40)에 오버레이 시킨다.(S14)Subsequently, the image
이어, 상기 영상신호처리부(30)가 상기 예상 주행 궤적 정보를 바탕으로 자 동 주차가 가능한지의 여부를 판별하게 되고(S15), 상기 단계(S15)에서의 판별 결과, 만약 자동 주차가 가능한 경우에는 디스플레이부(40) 및 음성안내를 통해 운전자에게 자동 주차 가능 정보를 알려주게 된다.(S16)Subsequently, the
이어, 운전자가 디스플레이부(40)의 터치스크린을 통해 자동 주차 모드를 ON 시켰는 지의 여부를 판별하고(S17), 만약 자동 주차 모드가 ON 된 경우에는 시스템이 자동 주차 모드로 진입하게 되면서 상기 제어부(60) 상기 모터구동부(70)를 통해 핸들, 엑셀레이터, 브레이크 및 기어 모터 등의 구동을 제어함으로써 자동 주차 동작을 수행하게 된다.(S18)Subsequently, it is determined whether the driver has turned on the automatic parking mode through the touch screen of the display unit 40 (S17). If the automatic parking mode is turned on, the system enters the automatic parking mode while the control unit ( 60, the automatic parking operation is performed by controlling the driving of the handle, the accelerator, the brake, and the gear motor through the motor driving unit 70 (S18).
이어, 상기 제어부(60)가 자동 주차가 완료되었는지 또는 자동 주차 모드가 해제(OFF) 되었는지의 여부를 판별하여(S19), 만약 자동으로 주차가 완료되거나 자동 주차 모드가 해제되기 전까지는 상기 단계(S12)로 피드백하여 상기 과정(S12~S19)을 반복 수행하게 된다.Subsequently, the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 거리 센서 및 카메라를 이용한 차량 자동 주차 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 및 변형, 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부도면에 한정되는 것이 아니다. What has been described above is only one embodiment for implementing an automatic vehicle parking system using a distance sensor and a camera according to the present invention, and various substitutions, changes, and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, it is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings.
상술한 바와 같은 본 발명은, 자동 주차 시 거리 센서 및 카메라 영상을 같이 이용하여 차량에 근접한 장애물과의 거리를 계산함으로써 모든 구역에서 거리 측정의 정확도를 높일 수 있으며, 이에 따라 거리 계산의 오차에 따른 추돌사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the present invention can increase the accuracy of distance measurement in all zones by calculating the distance between obstacles close to the vehicle by using the distance sensor and the camera image when the vehicle is parked automatically. It has the effect of preventing collision accidents.
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