KR20110109618A - 차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치 - Google Patents

차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치 Download PDF

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Abstract

차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치가 개시된다. 본 발명에 따른 차량의 경사각 보정장치는 기준면에 대해 경사진 주행면을 차량이 주행할 때에 측정된 차량의 경사각을 보정하는 장치로서, 차량의 상기 주행면에서 주행방향으로의 속도를 측정하는 속도센서; 차량의 측정 속도 및 측정 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 차량의 고도 차이로서, 차량이 기준면에 대해 수직한 방향으로 주행한 수직거리를 연산하는 고도 연산부; 차량의 측정 속도 및 측정 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 차량이 기준면에 대해 평행한 방향으로 주행한 수평거리 또는 차량의 측정 속도를 이용하여 오차검출기준시간 동안 차량이 주행면을 따라 주행한 주행거리를 연산하는 거리 연산부; 연산된 수직거리 및 수평거리 또는 연산된 수직거리 및 주행거리를 이용하여 측정 경사각의 오차에 해당하는 오차각을 연산하는 오차각 연산부; 및 연산된 오차각을 이용하여 측정 경사각을 보정하여, 보정경사각을 연산하는 보정경사각 연산부;를 구비한다.

Description

차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치{Method and device of correcting the measured angle of inclination of a plan where a vehicle travels}
본 발명은 차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 차량이 진행방향을 따라 기준면에 대해 경사진 주행면을 주행할 때에 측정된 차량의 경사각을 보정하여 주행면의 경사각을 보다 정확하게 산출할 수 있도록 하는 차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치에 관한 것이다.
기준면에 대해 경사진 주행면을 차량이 주행하게 되면, 차량도 기울어진 상태로 주행하게 된다. 그리고, 차량이 주행방향을 따라 기울어진 경사각, 즉 피치각은 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 차량이 출발시에 밀리는 것을 방지하기 위해서 노면의 경사각이 활용된다. 또한, 경사각은 내비게이션의 주행 경로 판단, 차량의 자세제어, 차량의 연비 개선 및 차량의 실시간 에너지 소모량 검출 등의 목적으로도 사용된다. 이러한 경사각은 기압센서, 가속도센서, 전자콤파스 또는 자이로 센서를 이용하는 등 다양한 방법에 의해 측정되나, 안정성이 뛰어나고 상대적으로 저렴한 가속도센서가 가장 널리 사용되고 있다.
가속도센서를 이용한 경사각 측정방법을 도 1을 참조하면서 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 차량이 피치각(θ)을 가지는 주행면을 주행하는 경우, 가속도센서를 이용하여 차량의 진행방향 가속도 성분을 측정하고 속도계 등으로 측정된 차량 속도(V)를 미분하여 차량의 진행방향 가속도를 산출한다. 그리고, 중력가속도가 피치각에 의해 차량의 진행방향으로 인가되는 중력가속도 성분을 구한 후에, <수학식 A>을 이용함으로써 피치각을 산출할 수 있다.
[수학식 A]
Figure pat00001
여기서, x는 차량의 진행방향이며, g는 중력가속도이며, θ는 피치각이며, V는 차량의 속도이며, Sx는 가속도센서로 측정된 x방향으로의 가속도 성분이다.
한편, 가속도센서를 이용하여 경사각을 측정하는 경우에는, 가속도센서의 설치상에서 발생될 수 있는 설치오차 또는 가속도센서가 본래 가지고 있는 측정오차 등에 의해 오차가 발생하게 된다. 따라서, 가속도센서를 이용하여 측정된 경사각은 필수적으로 보정되어야만 한다. 그리고, 경사각의 보정은 가속도센서에 의한 측정방법에만 국한되어 필요한 것이 아니고 다른 방법에 의해 측정된 경우에도 측정 정밀도를 높이기 위해 필요하다.
이러한 보정방법으로는 일본공개특허 제2004-233306호 및 한국특허출원 제2006-85567호가 공개되어 있다.
일본공개특허 제2004-233306호에 따르면, 고도차를 사전에 알고 있는 두 지점을 출발점과 도착점으로 설정하여 차량을 주행시키고, 주행과정에서 계측된 차량의 속도 및 실시간 경사각을 이용하여 두 지점 사이의 누적고도변화량을 연산하고, 연산된 누적고도변화량을 사전에 알고 있는 두 지점간의 고도차와 비교하여 그 차이를 산출한 후, 경사 보정값으로 환산하여 측정된 경사각을 보정할 수 있다. 그러나, 이 방법은 고도 정보를 알고 있는 두 지점 사이에서 차량을 주행시켜야 한다는 한계가 있다.
그리고, 한국특허출원 제2006-85567호에 개시된 방법은 일본공개특허 제2004-233306호에 개시된 방법과 상당히 유사하나, 사전에 미리 알고 있는 두 지점 간의 고도차 대신에, 기압계를 이용하여 실시간으로 고도차를 계측한다는 점에서만 상이하다. 그러나, 기압계는 차량의 창문 개폐, 차량의 터널 통과 여부 및 주변 다른 차량의 존재나 움직임 등 제어하기 어려운 요소들의 영향을 받기 때문에, 기압계에 의해 측정된 고도차에는 신뢰성을 부여하기가 매우 어려운 문제가 있다.
과거에는 피치각이 차량의 출발시 되밀리는 것을 방지하는 용도로만 사용되어 다소 큰 오차가 있더라도 큰 문제가 없었으나, 최근에는 보다 정밀한 피치각이 요구되는 다양한 응용분야가 등장함으로써 피치각을 정밀하게 산출할 필요성이 크게 증가하고 있다. 따라서, 피치각을 정확하게 측정하는 방법도 중요하지만 측정된 피치각을 보다 정확하게 보정하는 방법도 중요한 문제로 대두되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 측정된 차량의 경사각을 보다 정확하게 보정할 수 있는 차량의 경사각 보정방법 및 그 보정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 차량의 경사각 보정방법은 기준면에 대해 경사진 주행면을 차량이 주행할 때에 측정된 차량의 경사각을 보정하는 방법으로서, (a) 상기 차량의 상기 주행면에서 주행방향으로의 속도를 측정하는 단계; (b) 상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정된 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 상기 차량의 고도 차이로서, 상기 차량이 상기 기준면에 대해 수직한 방향으로 주행하는 수직거리를 연산하는 단계; (c) 상기 차량의 측정 속도를 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 주행면을 따라 주행한 주행거리 또는 상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정된 경사각을 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 기준면에 대해 평행한 방향으로 주행한 수평거리를 연산하는 단계; (d) 상기 (b)단계에서 연산된 수직거리 및 상기 (c)단계에서 연산된 주행거리 또는 상기 (b)단계에서 연산된 수직거리 및 상기 (c)단계에서 연산된 수평거리를 이용하여 상기 측정된 경사각의 오차각을 연산하여 상기 측정 경사각을 보정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 차량의 경사각 보정장치는 기준면에 대해 경사진 주행면을 차량이 주행할 때에 측정된 차량의 경사각을 보정하는 장치로서, 상기 차량의 상기 주행면에서 주행방향으로의 속도를 측정하는 속도센서; 상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 상기 차량의 고도 차이로서, 상기 차량이 상기 기준면에 대해 수직한 방향으로 주행한 수직거리를 연산하는 고도 연산부; 상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정 경사각을 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 기준면에 대해 평행한 방향으로 주행한 수평거리 또는 상기 차량의 측정 속도를 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 주행면을 따라 주행한 주행거리를 연산하는 거리 연산부; 상기 연산된 수직거리 및 상기 수평거리 또는 상기 연산된 수직거리 및 주행거리를 이용하여 상기 측정 경사각의 오차에 해당하는 오차각을 연산하는 오차각 연산부; 및 상기 연산된 오차각을 이용하여 상기 측정 경사각을 보정하여, 보정경사각을 연산하는 보정경사각 연산부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 이미 측정된 차량의 경사각을 정확하게 보정할 수 있게 된다.
그리고, 오차검출기준거리를 크게 설정하면 별도의 고도 정보 없이도 경사각의 오차를 간단한 방법으로 정확하게 연산할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 일례에 따른 차량 경사각 측정방법을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 경사각 보정장치의 개략적인 블록도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 차량의 경사각 보정장치를 설명하기 위한 개략적인 개념도로서 수평거리가 각각 작을 때와 클 때를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 경사각 보정장치의 개략적인 블록도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 차량의 경사각 보정장치를 설명하기 위한 개략적인 개념도로서 수평거리가 각각 작을 때와 클 때를 도시한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량의 경사각 보정장치(100)는 측정된 차량 경사각을 보정하기 위한 것이다. 차량 경사각은 종래기술에서 설명한 바와 같이 다양한 방법으로 측정될 수 있으며, 본 실시예는 측정된 경사각(θd)을 보정하는 것과 관련되어 있으므로 경사각의 측정과정은 생략하기로 한다.
경사각의 오차 보상은 차량이 일정 시간 동안 주행시에 차량이 겪는 고도의 변화량, 즉 누적고도변화량을 이용하여 이루어진다. 이러한 누적고도변화량은 GPS 위성 신호나 기압을 이용하여 측정될 수 있다. 그러나, GPS 위성 신호를 이용하여 누적고도변화량을 측정하는 방법은 차량의 위치에 따라서 GPS 위성으로부터 양질의 신호를 수신할 수 없는 경우가 종종 있으며 측정고도의 오차가 수십 미터에 이른다는 단점을 가지고 있다. 또한, 기압을 이용한 측정은 종래 기술에서 설명한 바와 같이 주변 환경에 민감하여 신뢰성이 떨어진다는 한계가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 GPS 위성 신호나 기압을 이용하지 않고서도 경사각의 오차를 연산할 수 있다는 점에 특징이 있다. 즉, 본 실시예에서는 차량의 주행거리를 적절한 정도로 크게 설정하기만 하면 별도로 측정된 고도 정보 없이도 경사각의 오차를 연산하는데에 그 기술적 특징이 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이 차량(3)이 a지점에서부터 출발하여 b지점까지 주행하는 경우에 누적고도 변화량을 산출한다고 하자. Hd는 a지점부터 b지점까지 차량의 주행시 산출되는 누적고도 변화량이며, H는 a지점부터 b지점까지의 실제 고도 차이이다. θd는 측정된 경사각이며, θ는 경사면(1)의 실제 경사각이며, θe는 측정된 경사각과 실제 경사각 간의 차이, 즉 오차각이다. 여기서, θe는 이미 설명한 바와 같이 가속도센서의 설치오차나 측정오차로부터 기인한다.
누적고도 변화량은 차량의 속도, V와 측정된 경사각 θd에 의해 <수학식 1>에 의해 연산된다.
Figure pat00002
그리고, 실제 고도 차이 H는 차량(3)의 측정속도, V와 실제 경사각 θ에 의해 <수학식 2>에 의해 연산된다.
Figure pat00003
<수학식 1> 및 <수학식 2>를 서로 차감하며, <수학식 3>이 얻어진다.
Figure pat00004
또한, θe는 일반적으로 작은 각도이므로, <수학식 3>은 <수학식 4>와 같이 근사화될 수 있다.
Figure pat00005
H는 GPS 위성 신호를 이용하거나 다른 방법(기압을 이용한 측정 등 다양함)에 의해 측정될 수도 있으나, 이러한 측정에는 일반적으로 오차를 포함하고 있으므로 <수학식 4>는 <수학식 5>와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00006
<수학식 5>에서 Hg는 GPS 위성 신호를 이용하거나 다른 방법으로 측정된 a지점 및 b지점 간의 고도 차이 측정값이며, Hge는 Hg에 포함된 오차이다.
<수학식 5>를 θe에 대해 정리하면 <수학식 6>을 얻을 수 있다.
Figure pat00007
<수학식 6>에서 Lp는 차량(3)이 기준면(2)과 평행한 방향으로 주행한 거리에 해당한다.
그리고, 차량(3)이 실제 경사면(1)을 주행하면서 이동한 거리(L)는 <수학식 7>에 의해 표시된다.
Figure pat00008
특히 Lp는 차량의 실제 주행거리(L)가 커지면 커질수록 비례적으로 증가하며 Hd-Hg는 차량의 실제 주행거리가 증가할수록 증가하게 되나, θe는 차량(3)의 실제 주행거리와 무관하게 고정된 값이며 Hge도 차량의 실제 주행거리와 관계가 없는 오차이다. 따라서, 차량의 실제 주행거리를 충분히 크게 하면 할수록 Hge가 θe에 미치는 영향을 줄일 수 있게 된다.
예를 들어, Hge가 20m이고 L이 20km라면, Hge로 인해 발생되는 보정 오차는 0.06도 정도가 된다. 따라서, 차량(3)의 경사각의 사용용도에 따라서 L을 수 km 내지 수십 km이상 중 어느 한 거리(이하, '오차검출기준거리'라 함)로 선택하면 Hge의 영향을 무시할 수 있으며, 이와 같이 Hge의 영향을 무시하면 <수학식 6>은 <수학식 8>와 같이 된다. 물론, 오차검출기준거리를 Lp를 기준으로 설정하여 Lp를 수 km 내지 수십 km이상 중 어느 한 거리로 선택할 수도 있다.
Figure pat00009
여기서, 오차검출기준거리를 크게 설정하면 할수록 오차각이 보다 정밀하게 연산된다. 그리고, 차량(3)이 오차검출기준거리만큼 주행하면 그 주행시간 동안 Hd 및 Lp를 연산할 수 있으며 그 주행시간 동안의 고도 차이, Hg를 이용하여 측정할 수 있으므로, 결국 θe를 구할 수 있게 된다. 특히, 경사각 θd가 실시간으로 연산되는 것과는 달리, 오차각 θe는 한번 또는 일정 주기마다 측정된다. 따라서, 오차각이 한번 측정되면, 다음 주기에 오차각이 새롭게 산출될 때까지는 기측정된 오차각이 경사각의 오차로서 사용되어 실시간 특정된 경사각의 오차를 보상하는데 사용된다. 여기서, 오차각의 측정주기는 차량이 오차검출기준거리를 주행할 때까지 소요된 시간이다. 한편, 오차검출기준거리를 L을 기준으로 설정할 수도 있으나, L이 증가하면 Lp도 함께 증가하므로, 오차검출기준거리를 Lp를 기준으로 설정할 수도 있다. 즉, Lp가 오차검출기준거리에 해당하면, <수학식 8>을 이용하여 θe를 구할 수 있다.
이와 같이 경사각의 오차각(θe)이 연산되면, 이를 보정각(θc = -θe)으로 설정하고 산출된 경사각(θd)에 보정각(θc)을 합산함으로써 경사각 연산부(30)에 의해 측정된 경사각을 <수학식 9>에 따라 보정한다.
Figure pat00010
그리고, 보정각도 오차각과 마찬가지로 고정값이므로, 자주 산출할 필요가 없으며 한번 산출한 후에는 한동안 산출하지 않거나 수십 km 이상 주행시마다 한 번씩 산출하더라도 대부분의 응용분야에서는 충분하다. 또한, GPS 위성 신호를 이용하거나 다른 방법을 이용하여 고도 차이를 계측할 때에, a지점 및 b지점이 고정될 필요가 없으며 차량이 주행하는 동안 양질의 신호를 수신할 있는 시점에 a지점으로 설정하고 이후 오차검출기준거리를 주행하고 예를 들어 GPS 위성으로부터 양질의 신호를 수신할 수 있을 때까지 기다려 양질의 신호가 수신될 때에 b지점을 설정할 수 있으므로, 양질의 GPS 위성 신호를 실시간으로 수신하지 못하더라도 보정각을 정밀하게 산출하는데에 아무런 문제가 없다.
한편, 지구상에 건설된 대부분의 도로는 일부 고원지대에 위치한 도로를 제외하고는 해발고도가 1000m를 넘지 않으므로, 오차검출기준거리를 충분히 크게 설정하면 <수학식 8>는 <수학식 10>과 같이 근사화할 수 있다.
Figure pat00011
<수학식 10>의 도출은 Hg를 GPS 위성 신호를 이용하거나 다른 방법으로 연산하지 않고서도 오차각의 산출이 가능하다는 것을 의미한다. 예를 들어 고도 차이가 1000m인 도로를 차량이 주행할 때에 오차검출기준거리를 매우 크게, 예를 들어 500km 이상으로 선정하면 경사각을 0.12도 이내의 정밀도로 산출할 수 있게 된다. 즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 오차검출기준거리를 도 3에 비해 매우 크게 하면, 미시적으로는 고도 차이가 있더라도 거시적으로는 고도 차이가 거의 없으므로, a지점과 b지점의 고도 차이는 실제로는 거의 무시할 수 있게 된다.
특히 오차검출기준거리를 100km 내지 1000km 또는 그 이상으로 설정하고, 이러한 오차검출기준거리에 대응되는 오차검출기준시간을 이용하여 오차각을 연산하더라도 실제 응용분야에서 아무런 문제가 되지 않는다. 따라서, <수학식 10>에 따르면, GPS 위성 신호를 이용하거나 기타 다른 방법을 이용하여 고도 차이를 측정하지 않고서도 경사각의 오차를 효율적이면서도 정밀하게 보정할 수 있게 된다.
위에서 설명한 바와 같이 측정된 경사각을 보정하기 위해서, 본 실시예의 차량 경사각 측정장치(100)는 속도센서(10)와, 거리 연산부(20)와, 고도 연산부(30)와, 오차각 연산부(40)와, 보정경사각 연산부(50)를 구비한다.
속도센서(10)는 차량(3)에 설치되어 차량이 주행방향으로 주행할 때에 차량의 속도를 측정한다. 차량은 전진이나 회전주행을 할 수 있으며, 각 경우에 측정된 센서는 차량의 전진방향으로의 속도 또는 회전방향으로의 속도로 간주한다.
거리 연산부(20)는 차량의 측정 속도 및 측정된 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 차량이 주행한 수평거리를 연산한다. 여기서, 수평거리는 <수학식 6>에 표시된 Lp로서 차량이 기준면(2)에 대해 평행한 방향으로 주행한 거리에 해당하며, 오차검출기준시간은 차량(3)이 a지점에서부터 b지점에 도달할 때까지 차량이 주행한 시간을 의미한다. 오차검출기준시간은 절대적인 값으로서 고정된 것이 아니라 사용자가 설정한 오차검출기준거리에 따라 가변적인 값으로 설정되며, 이러한 가변적인 값은 별도로 구비된 오차검출기준거리 판단부(미도시)에 의해 설정되어 고도 연산부(30) 및 거리 연산부(20)에 입력되도록 할 수 있다. 예를 들어, 차량이 a지점을 출발하여 경사면을 따라 오차검출기준거리에 해당하는 L만큼 주행하여 b지점에 도달하면, 차량이 L만큼 주행한 시간이 바로 오차검출기준시간에 해당한다. 또한, 오차검출기준거리가 Lp로 설정된다 하더라도, 오차검출기준시간은 차량이 Lp에 해당하는 거리를 주행한 시간이 된다. 결국, 오차검출기준시간은 오차검출기준거리에 따라 달라짐을 알 수 있다. 물론, 오차검출기준시간은 사용자에 의해 고정된 값으로 설정될 수도 있다. 그리고, 이미 설명한 바와 같이 실제고도 차이, 즉 H의 영향을 무시하기 위해서는 오차검출기준거리를 크게 하면 할수록 바람직하나, 대부분의 응용분야에서는 오차검출기준거리가 차량이 출발지점으로부터 100km 내지 1000km 중 어느 한 거리까지 주행한 거리로 설정되면 충분하다.
고도 연산부(30)는 차량의 측정 속도 및 측정된 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 차량이 주행한 수직거리를 연산한다. 여기서, 수직거리는 <수학식 1>에 표시된 Hd로서 차량이 기준면(2)에 대해 수직한 방향으로 주행한 거리에 해당한다.
오차각 연산부(40)는 연산된 수평거리 및 수직거리를 <수학식 10>에 대입하여 경사각의 오차, 즉 오차각을 연산한다.
보정경사각 연산부(50)는 연산된 오차각을 <수학식 9>에 대입하여 경사각을 보정함으로써 보정된 경사각을 산출한다.
상술한 바와 같이 구성된 차량의 경사각 보정장치(100)에 있어서, 오차검출기준시간 동안 산출된 수평거리(Lp) 및 수직거리(Hd)를 <수학식 10>에 대입하면 오차각을 구할 수 있으며, 구해진 오차각 및 <수학식 9>를 이용하면 측정된 경사각을 보정하여 보정경사각을 구할 수 있다.
특히, <수학식 10>에 따르면, GPS 위성 신호를 이용하거나 기타 다른 방법을 이용하여 고도 차이를 측정하지 않고서도 경사각의 오차를 효율적이면서도 정밀하게 보정할 수 있게 된다. 그리고, 오차검출기준거리를 100km 내지 1000km로 설정하고, 이러한 오차검출기준거리에 대응되는 오차검출기준시간을 이용하여 오차각을 연산하면 오차가 매우 작게 발생되어 실제 응용분야에서 아무런 문제가 되지 않는다.
한편, 본 실시예에서는 수평거리를 이용하여 경사각의 오차각이 연산되도록 구성되어 있으나, 차량의 주행거리를 이용하여 경사각의 오차각을 연산할 수도 있다.
즉, 본 실시예에서, 거리 연산부는 주행거리를 연산한다. 주행거리는 차량이 오차검출기준시간 동안 주행면을 따라 주행한 실제 거리이며, 앞서 설명한 바와 같이 <수학식 7>에 의해 연산된다. 이와 같이 연산된 주행거리 Lp를 <수학식 10>에 따른 오차각 연산에 사용할 수 있다.
이와 같이 수평거리 대신에 주행거리를 사용할 수 있는 것은, 실제 대부분의 도로의 경사각은 ±10°이내이므로 수평거리와 주행거리가 실질적으로 거의 동일하기 때문이다.
한편, 앞선 실시예에서는 오차검출기준거리가 100km 내지 1000km 중 어느 한 거리로 설정될 수 있으나, 사용자가 희망하는 경사각의 정밀도에 따라 변동될 수 있다.
예를 들어, 경사각의 정밀도가 θer이고, 실제 고도 차이의 최대값을 Hm이라 하면, 오차검출기준거리 Lp는 <수학식 10>과 같이 설정될 수 있다. 여기서, Hm은 이미 설명한 바와 같이 1000m로 설정할 수 있다.
Figure pat00012
따라서, 오차검출기준거리는 경사각의 사용 용도에 맞게 적절하게 변경되어 설정될 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
1...경사면 2...기준면
3...차량 10...속도센서
20...거리 연산부 30...고도 연산부
40...오차각 연산부 50...보정경사각 연산부
100...차량의 경사각 보정장치

Claims (6)

  1. 기준면에 대해 경사진 주행면을 차량이 주행할 때에 측정된 차량의 경사각을 보정하는 방법으로서,
    (a) 상기 차량의 상기 주행면에서 주행방향으로의 속도를 측정하는 단계;
    (b) 상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정된 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 상기 차량의 고도 차이로서, 상기 차량이 상기 기준면에 대해 수직한 방향으로 주행하는 수직거리를 연산하는 단계;
    (c) 상기 차량의 측정 속도를 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 주행면을 따라 주행한 주행거리 또는 상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정된 경사각을 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 기준면에 대해 평행한 방향으로 주행한 수평거리를 연산하는 단계;
    (d) 상기 (b)단계에서 연산된 수직거리 및 상기 (c)단계에서 연산된 주행거리 또는 상기 (b)단계에서 연산된 수직거리 및 상기 (c)단계에서 연산된 수평거리를 이용하여 상기 측정된 경사각의 오차각을 연산하여 상기 측정 경사각을 보정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 경사각 보정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량이 기준시점으로부터 상기 주행방향 또는 상기 기준면과 평행한 방향으로 주행하여 100km 내지 1000km의 오차검출기준거리만큼 주행하는 시점까지의 시간을 상기 오차검출기준시간으로 설정하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 경사각 보정방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 오차각은 하기 수학식 1 및 10에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 차량의 경사각 보정방법;
    <수학식 1>
    Figure pat00013

    <수학식 10>
    Figure pat00014

    상기 수학식 1 및 10에서, θd는 상기 연산 경사각이며, θe는 상기 오차각이며, Hd는 상기 수직거리이며, 상기 Lp는 상기 (c)단계에서의 주행거리 또는 수평거리로서, 상기 주행거리인 경우에는
    Figure pat00015
    로 연산되며 상기 수평거리인 경우에는
    Figure pat00016
    로 연산되며, V는 상기 차량의 측정 속도임.
  4. 기준면에 대해 경사진 주행면을 차량이 주행할 때에 측정된 차량의 경사각을 보정하는 장치로서,
    상기 차량의 상기 주행면에서 주행방향으로의 속도를 측정하는 속도센서;
    상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정 경사각을 이용하여 오차검출기준시간 동안 상기 차량의 고도 차이로서, 상기 차량이 상기 기준면에 대해 수직한 방향으로 주행한 수직거리를 연산하는 고도 연산부;
    상기 차량의 측정 속도 및 상기 측정 경사각을 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 기준면에 대해 평행한 방향으로 주행한 수평거리 또는 상기 차량의 측정 속도를 이용하여 상기 오차검출기준시간 동안 상기 차량이 상기 주행면을 따라 주행한 주행거리를 연산하는 거리 연산부;
    상기 연산된 수직거리 및 상기 수평거리 또는 상기 연산된 수직거리 및 주행거리를 이용하여 상기 측정 경사각의 오차에 해당하는 오차각을 연산하는 오차각 연산부; 및
    상기 연산된 오차각을 이용하여 상기 측정 경사각을 보정하여, 보정경사각을 연산하는 보정경사각 연산부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 경사각 보정장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 오차검출기준시간은 상기 차량이 기준시점으로부터 상기 주행방향 또는 상기 기준면과 평행한 방향으로 주행하여 100km 내지 1000km의 오차검출기준거리만큼 주행하는 시점까지의 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 경사각 보정장치.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 오차각 연산부는 하기 수학식 1 및 10에 의해 상기 오차각을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 경사각 보정장치;
    <수학식 1>
    Figure pat00017

    <수학식 10>
    Figure pat00018

    상기 수학식 1 및 10에서, θd는 상기 연산 경사각이며, θe는 상기 오차각이며, Hd는 상기 수직거리이며, 상기 Lp는 상기 (c)단계에서의 주행거리 또는 수평거리로서, 상기 주행거리인 경우에는
    Figure pat00019
    로 연산되며 상기 수평거리인 경우에는
    Figure pat00020
    로 연산되며, V는 상기 차량의 측정 속도임.

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