KR20100000835A - 운전자 보조 시스템 - Google Patents

Abstract

전방 카메라에 찍힌 화면을 기초로 산출되는 나선형 진입로의 회전반경(R')과 조향각 검출센서에서 검출된 조향 정보를 기초로 산출되는 차량의 회전반경(R)을 비교하여 적어도 차량의 회전반경이 나선형 진입로의 회전반경을 벗어나지 않도록 안전제어를 하는 운전자 보조 시스템이 소개된다. 이 시스템에 따르면, 운전 능력이 다소 미흡한 운전자라 하더라도 지하나 옥상의 주차장에의 주차를 위한 나선형의 진입로 통과를 보다 편리하고 안전하게 수행할 수 있게 된다.

운전 보조 시스템, 주차, 지하

Description

운전자 보조 시스템{DRIVER ASSISTANCE SYSTEM}

본 발명은 운전자 보조 시스템에 관한 것으로, 특히, 건물 지하나 옥상으로 나선형의 진입로를 따라 진행하는 차량의 운전자를 돕기 위한 운전자 보조 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건물 지하나 옥상에 주차장이 마련된 경우, 주차를 위해 운전자는 회전 반경이 작고 좁은 나선형의 진입로를 통과해야 한다. 이 경우 초보 운전자나 기타 운전 능력이 미숙한 운전자는 차량 조향에 어려움을 느낄 뿐만 아니라 회전 중 진입로의 측면 턱에 걸려 차량에 흠집을 내는 일이 발생하기도 한다.

한편, 운전자 보조시스템은 운전자가 좀 더 편리하고 안전하게 주행할 수 있도록 주행 정보나 위험 경보를 주거나 적극적인 개입을 통해서 안전사고를 방지하는 시스템으로서, 차선이탈경보, 전후방 충돌경보 등 다양한 시스템이 개발되고는 있으나, 아직까지 위와 같이 회전 반경이 작고 좁은 나선형의 진입로를 주행하는 차량 운전자를 보조하기 위한 시스템의 개발은 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 회전 반경이 작고 좁은 나선형의 진입로를 따라 차량을 운전해야 하는 경우의 운전자를 돕기 위한 운전자 보조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운전자 보조 시스템은, 전방 카메라와, 조향각 검출센서와, 전방 카메라에 찍힌 화면을 기초로 산출되는 나선형 진입로의 회전반경(R')과 조향각 검출센서에서 검출된 조향 정보를 기초로 산출되는 차량의 회전반경(R)을 비교하여 적어도 차량의 회전반경이 나선형 진입로의 회전반경을 벗어나지 않도록 안전제어를 하는 제어유닛을 포함한다.

상기 나선형 진입로의 회전반경(R')은, 전방 카메라에 찍힌 화면의 이진화 처리를 통해 얻어진 진입로와 벽 간의 경계에 대응하는 에지 라인과 시스템 수평 기준선과의 교차점을 기준점으로 하여 추정될 수 있으며, 상기 기준점으로는 바깥쪽 에지 라인과 시스템 수평 기준선 간의 교차점이 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 안전제어는 경고 발생, 섀시 제어 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 운전자 보조 시스템에 따르면, 운전 능력이 다소 미흡한 운전자라 하더라도 지하나 옥상의 주차장에의 주차를 위한 나선형의 진입로 통과를 보다 편리하고 안전하게 수행할 수 있게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 보조 시스템에 대하여 살펴본다.

도 1에서 보듯이, 실시예에 따른 시스템은 적어도 전방 카메라, 조향각 검출 센서 및 제어유닛을 포함한다.

전방 카메라는 주차를 위해 차량이 나선형 진입로를 진입하는 경우 그 전방 영상을 획득하기 위한 것으로, 차선이탈경보 시스템의 도로 차선 검출용 카메라 등이 이용될 수 있다.

조향각 검출 센서는 스티어링 휠의 각도를 검출하기 위한 것으로, 통상의 조향각 센서가 이용될 수 있으며, 조향토크센서를 포함할 수 있다.

제어유닛은 전방 카메라에 찍힌 나선형 진입로의 이미지를 이진화 처리하여 차량이 주행하게 될 나선형 진입로의 회전반경(R')을 산출한다. 나선형 진입로의 경우, 전방이 개방되어 있지 않고 벽에 의해 둘러싸인 통로(도 3 및 도 4 참조)로 구성되어 있어 일반 도로 환경과는 상이한데, 이 경우, 진입로와 벽 사이의 에지를 추출하여 진입로의 근사적인 회전반경을 구할 수 있다. 에지는 영상의 밝기가 급격하게 변하는 부분으로 나타나며, 주로 픽셀 밝기의 변화량 계산을 통해 두 픽셀 간의 밝기가 어느 한계 이상으로 변화되는 경우, 두 픽셀 사이에 에지가 존재하는 것으로 추정된다.

또한, 제어유닛은 조향각 검출 센서로부터 수신되는 조향 정보, 특히 조향각 을 이용하여, 아래의 [수학식 1]을 통해 차량이 나선형 진입로를 진행할 경우의 예상되는 차량 회전반경(R)을 산출한다. 차량 회전반경에 대해서는 도 2가 참조된다.

D: 킹핀 중심각과 캠버 회전각의 거리

θ: 조향각

L: 차대 거리

한편, 제어유닛은 위와 같이 산출된 진입로 회전반경(R')과 차량 회전반경(R)을 비교하여, 차량 회전반경이 진입로 회전반경 보다 크거나 현저하게 미달하는 경우, 운전자에게 위험을 경고를 하거나 또는/및 차량 회전반경이 진입로 회전반경에 근사적인 범위 내에 있도록 섀시, 특히 조향, 브레이크을 제어한다. 여기서, 경고는 경고음이나 경고등, 혹은 디스플레이 상에 표현될 수 있으며, 섀시 제어는 조향 모터(MDPS 시스템의 경우)를 구동시켜 역방향 토크(현재의 조향 반대 반향으로의 반력)를 발생시키는 방식으로 수행될 수 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 나선형 진입로의 회전반경 산출방법을 살펴본다.

도 3에서 보듯이, 좌회전하여(왼 방향으로 돌면서) 진입하게 되는 지하 주차장 진입로의 이미지를 이진화 처리하면 진입로 양측으로 1개씩의 에지 라인(진입로와 벽의 경계 라인)이 추출된다. 이 중에서 안쪽(좌측)의 에지 라인이 짧고 바깥쪽(우측)의 에지 라인이 긴데, 특히, 긴 바깥쪽 에지 라인이 회전반경의 산출을 위 한 도로 기준 판정선으로 사용된다. 길이가 긴 바깥쪽 에지 라인이 진입로의 곡률이 보다 명확하게 나타나기 때문이다. 이미지 중앙부 측의 수직 라인은 카메라의 좌우방향 화각 중심을 지나는 시스템 수직 기준선이다.

도 4에서 보듯이, 우회전하여(오른 방향으로 돌면서) 진입하게 되는 지하 주차장 진입로의 이미지를 이진화 처리하여 에지 라인을 추출하면, 도 3에서와 마찬가지로, 안쪽(우측)이 짧고 바깥쪽(좌측)이 긴 2개의 에지 라인이 추출된다. 당연히, 바깥쪽 에지라인이 도로 기준 판정선으로 사용된다.

도 5는 앞서 도 3에 도시된 2개의 에지 라인, 시스템 수직 기준선과 함께, 차량 전방 일정 위치에서 그어진 수평선에 해당하는 시스템 수평 기준선을 추출하여 나타낸 도면이다.

도 5에서 보듯이, 2개의 에지 라인은 시스템 수평 기준선과 교차되어 2개의 시스템 기준점(좌,우)을 생성한다. 이 중에서, 특히, 바깥쪽 에지 라인인 도로 기준 판정선과 교차하는 시스템 기준점(우)이 진입로의 회전반경을 추정하는 기준점으로 채택된다. 도로 기준 판정선은 이 기준점으로부터 대략 루트 곡선을 그리는 것으로 근사될 수 있으므로, 이를 이용하여 도로 기준 판정선을 모델링하여 나선형 진입로의 곡률 및 곡률반경 또는 회전반경을 추출할 수 있다. 일례로서, 기준점으로부터 도로 기준 판정선이 시스템 수직 기준선과 교차하는 지점까지의 도로 기준 판정선의 궤적과 매칭되는 루트 곡선을 찾아 진입로의 회전반경을 추출할 수 있다. 당연하게도, 상기 도로 기준 판정선의 궤적과 루트 곡선은 정확하게 매칭되지 않으므로 루트 곡선식에는 보정 요소가 포함될 것이며, 또한, 다양한 실험을 통해 도로 기준 판정선과 루트 곡선식 간의 관계를 이용하여 도로 기준 판정선의 곡률을 추출할 수 있는 데이터가 축적될 수 있을 것이다.

도 6을 참조하여 위와 같은 운전자 보조 시스템의 작동 흐름을 살펴본다.

시스템 온(on) 신호에 따라 제어유닛은, 전방 카메라를 구동시켜 진입로 이미지를 획득하고 이 이미지로부터 진입로 회전반경(R')를 산출하며, 조향각 검출 센서로부터 현재의 조향각을 입력받아 차량 회전반경(R')를 산출한다. 이 경우, 차량은 진입로 초입의 해당 진입 차로에 위치해 있는 것이 바람직하다.

위와 같이 회전반경(R',R)이 산출되면, 제어유닛은 차량 회전반경이 진입로 회전반경의 범위 이내에 있는지와 관련된 R<R'의 여부를 판단한다. 만일 차량 회전반경(R)이 진입로 회전반경(R') 보다 큰 경우, 위험으로 판단하고, 경고 발생 및/또는 조향(역방향 구동 토크 발생 등)과 브레이크(일단 정지)를 제어하여 차량이 진입로 회전반경(R') 이내의 범위에서 주행할 수 있도록 조절한다.

그리고 만일, R<R'의 조건에 있는 경우, 다시 R>R"의 조건에 해당하는지의 여부를 판단한다. 여기서, R"는 차량이 진입로의 중앙 분리선을 넘어 반대 차로를 주행하지 않도록 하기 위한 최소 회전반경이다. 만일 그러한 경우(yes) 안전으로 판단하고 차량 회전반경(R)의 변화가 발생되는지를 감시하며, 그리고, 만일 그렇지 않은 경우(no)에는 위험으로 판단하고 안전제어를 실시한다. 안전제어 실시 후에는 다시 차량 회전반경(R)의 변화가 발생하는지를 판단하여 차량이 진입로 회전반경(R')의 범위 내에서 안전하게 운행될 수 있도록 제어한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운전자 보조 시스템 구성도,

도 2는 회전구간을 주행하는 차량의 회전반경을 나타낸 도면,

도 3은 좌회전하여 진입하게 되는 건물 지하 주차장의 진입로 이미지,

도 4는 우회전하여 진입하게 되는 건물 지하 주차장의 진입로 이미지,

도 5는 도 3에 도시된 이미지로부터 진입로의 회전반경을 산출하는 방법의 설명을 위한 도면,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 작동 흐름도이다.

Claims (4)

1. 건물 지하나 옥상으로 나선형 진입로를 따라 진행하는 차량의 운전자를 돕기 위한 운전자 보조 시스템으로서,

   전방 카메라와, 조향각 검출센서와, 전방 카메라에 찍힌 화면을 기초로 산출되는 나선형 진입로의 회전반경(R')과 조향각 검출센서에서 검출된 조향 정보를 기초로 산출되는 차량의 회전반경(R)을 비교하여 적어도 차량의 회전반경이 나선형 진입로의 회전반경을 벗어나지 않도록 안전제어를 하는 제어유닛을 포함하는 운전자 보조 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 나선형 진입로의 회전반경(R')은, 전방 카메라에 찍힌 화면의 이진화 처리를 통해 얻어진 진입로와 벽 간의 경계에 대응하는 에지 라인과 시스템 수평 기준선과의 교차점을 기준점으로 하여 추정되는 것을 특징으로 하는 운전자 보조 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 기준점으로 바깥쪽 에지 라인과 시스템 수평 기준선 간의 교차점이 사용되는 것을 특징으로 하는 운전자 보조 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 안전제어는 경고 발생, 섀시 제어 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 보조시스템.

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