KR20100068917A

KR20100068917A - 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치

Info

Publication number: KR20100068917A
Application number: KR1020080127431A
Authority: KR
Inventors: 김민성
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-24

Abstract

본 발명은 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치는 X축값, Y축값을 포함하는 레이더 센서 출력값을 수집하는 레이더 출력값 수집부, 스티어링 휠 앵글, 차폭값을 포함하는 차량 데이터를 수집하는 차량 데이터 수집부 및 레이더 센서 출력값 및 차량 데이터에 기초하여 차량이 곡선 도로를 주행할 경우 도로의 곡률에 의해 발생하는 오차를 보정하는 오차 보정 연산부를 포함한다. 이에 의해, 곡선 도로로 인해 발생하는 차량용 레이더 센서 정보의 오차를 보상할 수 있다.

레이더, 센서, 오차, 보정

Description

차량용 레이더 센서 오차 보정 장치{Apparatus for compensating error of ladar sensor in vehicle}

본 발명은 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이더 센서 출력값 및 차량 데이터에 기초하여 차량이 곡선 도로를 주행할 경우 도로의 곡률에 의해 발생하는 오차를 보정하는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치에 관한 것이다.

차량용 단일 레이더 시스템은 Advanced Safety Vehicle(ASV), Integrated Vehicle Safety System(IVSS), Driver Assistance System(DAS) 등에서 차량의 라디에이터 그릴 중앙 부분에 장착되어 주행 환경 및 주변 차량/사물에 대한 상대거리, 상대속도, 각위치 등의 물리적 정보를 감지/계산하는 대표적인 미래 차량 센서 시스템이다. 날씨/환경 변화에 강하고, 200m 정도의 장거리 감지 능력을 지녔으며, 물체 구분 능력이 뛰어나기 때문에 다양한 차량용 Application에서 그 활용성이 매우 높다. 차량용 단일 레이더 시스템은 EM-Wave의 송신 및 반사파 수신을 기본 동작 원리로 한다. 차량용 단일 레이더 시스템의 안테나에 의해 결정되는 EM-Wave의 송수신 영역은 고정되어 있기 때문에, 상기 ASV, IVSS, DAS 등의 Application에 레 이더가 장착되고, 레이더를 장착한 차량이 곡선 도로를 주행할 경우 도로의 곡률에 의해 상기 물리적 정보에 큰 오차가 발생하는 문제점이 있다.

도 1은 레이더 센서가 장착된 차량이 곡선 도로를 주행하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 레이더 센서가 장착된 차량은 안테나에 의해 고정된 Beam Forming 영역에 따라 EM-Wave를 송수신하게 된다. 그러나, 그 방향이 고정되어 있기 때문에, 도 1과 같은 곡선 도로를 주행할 시에는 X축, Y축 정보에 오차가 발생하게 되고, 따라서 같은 도로를 주행하고 있음에도 불구하고, X축 오차에 의해 다른 차선에서 주행하는 것처럼 인식할 수 있으며, Y축 값 역시 크게 오차가 발생하여 ASV, IVSS, DAS 등의 Application에서 잘못된 계산 및 판단을 유도하여, 운전자의 주행 만족도를 감소시키거나, 사고 유발 등 큰 문제를 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 곡선 도로로 인해 발생하는 차량용 레이더 센서 정보의 오차를 보상할 수 있는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치를 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치는 X축값, Y축값을 포함하는 레이더 센서 출력값을 수집하는 레이더 출력값 수집부, 스티어링 휠 앵글, 차폭값을 포함하는 차량 데이터를 수집하는 차량 데이터 수집부 및 상기 레이더 센서 출력값 및 상기 차량 데이터에 기초하여 차량이 곡선 도로를 주행할 경우 도로의 곡률에 의해 발생하는 오차를 보정하는 오차 보정 연산부를 포함한다.

상기 오차 보정 연산부는 상기 차량 데이터를 이용하여 선회 반지름을 계산하고, 상기 계산된 선회 반지름과 상기 레이터 출력값을 이용하여 오차를 보정한다.

상기 선회 반지름은 곡선 도로의 반지름이며, 상기 차폭값과 전륜 휠 각도를 이용하여 산출하고, 상기 전륜 휠 각도는 상기 스티어링 휠 앵글과 조향각 비를 이용하여 산출한다.

상기 오차 보정 연산부는 선회하는 차량의 선회 경로를 기준으로 기준축의 개념을 바꾸어서 오차를 보정한다.

상기 차량 데이터 수집부는 캔(CAN : Controller Area Network) 통신을 수행하여 상기 스티어링 휠 앵글을 수집한다.

본 발명에 따르면, 곡선 도로로 인해 발생하는 차량용 단일 레이더 센서 정보의 오차를 보상할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치는 레이더 출력값 수집부(202), 차량 데이터 수집부(204) 및 오차 보정 연산부(206)를 포함하며, 오차 보정 연산부(206)는 선회 반지름 계산 모듈(208)과 오차 보정 모듈(210)을 포함한다.

레이더 출력값 수집부(202)는 X축값, Y축값을 포함하는 레이더 센서 출력값을 수집한다.

차량 데이터 수집부(204)는 스티어링 휠 앵글, 차폭값을 포함하는 차량 데이터를 수집한다.

오차 보정 연산부(206)는 레이더 센서 출력값 및차량 데이터에 기초하여 차량이 곡선 도로를 주행할 경우 도로의 곡률에 의해 발생하는 오차를 보정한다.

또한, 오차 보정 연산부(206)는 선회 반지름 계산 모듈(208)을 통해 차량 데 이터를 이용하여 선회 반지름을 계산하고, 오차 보정 모듈(210)을 통해 계산된 선회 반지름과 레이터 출력값을 이용하여 오차를 보정한다.

이때, 선회 반지름은 곡선 도로의 반지름이며, 차폭값과 전륜 휠 각도를 이용하여 산출하고, 전륜 휠 각도는 상기 스티어링 휠 앵글과 조향각 비를 이용하여 산출한다.

즉, 차량의 Steering Wheel Angle을 이용한 곡선 도로의 반지름을 결정하는 방법은 고속 주행이나 저속 주행에서, 언더/오버 스티어링이 없다고 가정하면 선회 방정식을 이용하여 [수식 1]과 같이 구할 수 있다.

차폭은 차량에 따라 다르며, 전륜 휠 각도는 Steering Wheel Angle과 조향각 비를 이용하여 계산할 수 있다.

한편, 오차 보정 연산부(206)는 선회하는 차량의 선회 경로를 기준으로 기준축의 개념을 바꾸어서 오차를 보정한다.

차량 데이터 수집부(204)는 캔(CAN : Controller Area Network) 통신을 수행하여 상기 스티어링 휠 앵글을 수집한다.

도 3은 일반적인 좌표에서 감지된 물체를 나타낸 도면이고, 도 4는 선회하는 차량의 선회 경로를 기준으로 기준 축을 바꾸어서 감지된 물체를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 임의의 좌표 평면에 위치를 나타내기 위해서는 먼저 기준 축을 정해야 한다. 도 3에 도시된 바와 같이 일반적인 기준 축은 단순한 X-Y축이다.

그러나, 곡선 도로에서 선회하는 차량에 대해서는 상기 X-Y축 좌표 표현으로는 오차가 생길 수 밖에 없다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 선회하는 차량의 선회 경로를 기준으로 기준 축의 개념을 바꾼다. 바뀐 축 개념에 의해, 실제 주행과 일치하게, 감지된 물체는 선회 경로를 기준 축으로 X''만큼 Lateral 방향으로 Y''만큼 Longitude 방향으로 위치하게 된다.

본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치는 오차 보정 시점에서의 곡선 도로 반지름 R을 구하게 된다. 곡선 도로 반지름 R은 도 4에 도시된 X''와 Y''를 구하기 위해 이용된다. 또한, 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치는 [수식 2]를 사용하여 X"값을 계산하고, [수식 3]과 같은 호의 길이를 구하는 공식을 이용하여 Y"값을 계산한다.

[수식 2]

(R+X")^2 = (R+X')^2 + (Y')^2

[수식 3]

Deg = arc tan (Y'/(R+X'))

Y" = 2*R*3.14*Deg/360

도 5는 본 발명에 따른 오차 보정을 통한 오류 정정 결과를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 오차 보정을 통해 거짓 경고 발생 횟수 감소 결과를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 곡선 도로를 주행 상황에서 얻은 레이더 신호를 본 발명에서 제안하는 장치를 거치지 않고 바로 도식한 X'의 그래프와 제안된 장치가 적용된 X''의 그래프를 비교한 것이다. 같은 차선에서 주행 중임에도 불구하고, X'를 보면 옆 차선에서 주행하는 것과 같이 그 오차가 크다는 것을 알 수 있으며, 적용된 X''를 보면 그 오차가 현격히 줄어, 올바르게 감지하고 있다는 것을 알 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 장치를 예를 들어, Pre-Crash System Application에 적용했을 때 나타나는 결과이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치가 적용되었을 때, 오차로 인해 발생하는 거짓 경고(실제 위험하지 않은데 위험하다고 경고를 알리는 경우)의 횟수가 크게 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 본 발명의 정확성 및 효용성을 확인할 수 있다

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

도 1은 레이더 센서가 장착된 차량이 곡선 도로를 주행하는 과정을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 일반적인 좌표에서 감지된 물체를 나타낸 도면.

도 4는 선회하는 차량의 선회 경로를 기준으로 기준 축을 바꾸어서 감지된 물체를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 오차 보정을 통한 오류 정정 결과를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 오차 보정을 통해 거짓 경고 발생 횟수 감소 결과를나타낸 도면.

Claims

X축값, Y축값을 포함하는 레이더 센서 출력값을 수집하는 레이더 출력값 수집부;

스티어링 휠 앵글, 차폭값을 포함하는 차량 데이터를 수집하는 차량 데이터 수집부; 및

상기 레이더 센서 출력값 및 상기 차량 데이터에 기초하여 차량이 곡선 도로를 주행할 경우 도로의 곡률에 의해 발생하는 오차를 보정하는 오차 보정 연산부를 포함하는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치.
제1항에 있어서,

상기 오차 보정 연산부는 상기 차량 데이터를 이용하여 선회 반지름을 계산하고, 상기 계산된 선회 반지름과 상기 레이터 출력값을 이용하여 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치.
제2항에 있어서,

상기 선회 반지름은 곡선 도로의 반지름이며, 상기 차폭값과 전륜 휠 각도를 이용하여 산출하고, 상기 전륜 휠 각도는 상기 스티어링 휠 앵글과 조향각 비를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치.
제1항에 있어서,

상기 오차 보정 연산부는 선회하는 차량의 선회 경로를 기준으로 기준축의 개념을 바꾸어서 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치.
제1항에 있어서,

상기 차량 데이터 수집부는 캔(CAN : Controller Area Network) 통신을 수행하여 상기 스티어링 휠 앵글을 수집하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 센서 오차 보정 장치.